钢管混凝土预埋波纹管浆锚钢筋连接件抗拔性能试验研究

为研究一种钢管混凝土柱内横向预埋金属波纹管内插钢筋后注入高强灌浆料的连接方式的黏结锚固性能,进行24个预埋金属波纹管浆锚钢筋连接件抗拔试验研究,主要考虑金属波纹管直径D、钢筋直径d以及钢筋的锚固长度la等因素对其黏结锚固性能的影响规律。试验结果表明:当锚固长度la=4d时,钢筋在受拉屈服前发生锚固破坏;当la=7d时,钢筋能达到其屈服强度;当la=10d时钢筋能达到其抗拉强度,同时,金属波纹管与钢筋直径的孔径比D/d对黏结性能有显著影响。对试验结果分析可知,钢管混凝土柱内横向预埋金属波纹管浆锚钢筋连接方式构造形式简单、施工高效,具有较好的锚固性能。     

预制混凝土结构波纹管浆锚钢筋锚固性能试验研究

为研究预制混凝土结构的钢筋连接方法,设计制作了9组162个预制混凝土波纹管浆锚钢筋锚固拉拔试件,考虑了钢筋直径、混凝土强度和锚固长度等主要影响参数。连续加载拉拔试验结果表明:(1)所有试件均为钢筋母材拉断破坏,说明钢筋与灌浆料、灌浆料与波纹管、波纹管与混凝土的连接均可靠;(2)采用按现行规范计算的锚固长度的60%设置浆锚钢筋的锚固长度,仍可满足受力要求,保证浆锚钢筋充分发挥其强度。根据试验数据结果,波纹管浆锚钢筋的基本锚固长度确定为0.6l_a。     

预埋波纹管浆锚高强锚栓抗拔性能试验研究

为实现装配外露式钢柱脚节点的全预制装配化,提出了预埋波纹管后灌入高强浇筑料来锚固高强锚栓的连接方式。为研究该类高强锚栓的黏结锚固性能,以高强锚栓直径d、锚固长度l_a、波纹管直径D及其与高强锚栓直径d的比值D/d为试验参数,进行了直接预埋和预埋波纹管浆锚2类锚固方式的27组,共计54个连接件的拉拔试验。试验结果表明:预埋波纹管浆锚高强锚栓相较于直接预埋锚固高强锚栓具有更稳定的黏结锚固性能;高强锚栓的黏结应力主要集中分布在l_a=10d以内;波纹管孔径比D/d可取为2.0～3.1;当高强锚栓直径为16 mm时,锚固长度取7d;当高强锚栓直径为20 mm和24 mm时,锚固长度取10d即可,规范中规定的锚固长度偏保守。     

预制页岩陶粒混凝土预留孔灌浆钢筋黏结性能试验研究

为研究页岩陶粒混凝土预留孔灌浆钢筋的黏结滑移性能,通过12个预制页岩陶粒混凝土梁式试件和2个现浇混凝土梁式试件的黏结滑移性能试验,研究了钢筋直径、螺旋箍筋配箍率、页岩陶粒混凝土强度对页岩陶粒混凝土预留孔灌浆钢筋黏结滑移性能的影响。试验结果表明:页岩陶粒混凝土预留孔灌浆钢筋的极限黏结强度随钢筋直径减小、页岩陶粒混凝土强度提高、螺旋箍筋配箍率增大而明显提高;所有页岩陶粒混凝土梁式试件最后均为黏结钢筋拉断破坏,没有发生黏结锚固破坏,表明页岩陶粒混凝土预留孔灌浆钢筋的黏结锚固性能优良,钢筋浆锚连接形式同样可应用于预制页岩陶粒混凝土构件连接。     

大直径钢筋浆锚搭接连接试验研究

为探究大直径钢筋浆锚搭接连接件的锚固性能,制作了6组共18个连接试件进行了单向拉伸试验,在固定金属波纹管直径和螺旋箍筋间距的情况下,主要考虑钢筋直径和锚固长度对连接件锚固性能的影响,以定性和定量分析法为该连接方安全性分析提供试验支撑。试验结果表明,大直径钢筋浆锚搭接连接方式安全可靠,可以为装配式混凝土结构连接提供新的思路。     

混凝土强度对预制叠合板连接钢筋锚固性能的影响

预制叠合板中连接钢筋的黏结锚固性能是影响结构整体性能的重要指标,通过与传统混凝土结构的比较分析,发现混凝土强度是影响其锚固性能的关键。针对单面叠合和双面叠合两种形式,通过对2组包含不同混凝土强度叠合板拔出试验,动态记录了试件的加载过程,得到了连接钢筋的黏结应力-滑移曲线;结合参数分析,得到了黏结强度的变化规律,最终给出了连接钢筋锚固长度的计算式。同时根据试验参数建立了有限元模型,采用非线性弹簧单元模拟钢筋混凝土的黏结滑移性能,对比分析了不同混凝土强度下的黏结滑移规律。结合GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》的相关规定,对预制叠合板中连接钢筋锚固长度的设计取值给出了建议。     

两种成孔方式下约束浆锚搭接的预制剪力墙抗震性能研究

为了综合比较两种成孔方式下约束浆锚搭接方式的预制剪力墙的抗震性能,进行了2个预埋波纹管成孔和1个抽芯成孔的约束浆锚搭接连接方式的低周反复荷载试验。试验结果表明:两种成孔方式的约束浆锚搭接破坏形态基本相同,各滞回曲线饱满。骨架曲线也基本一致,延性系数均大于4。当两个墙体同时采用波纹管连接时,减小钢筋的搭接长度,抗震性能略微有所下降但仍然满足现行抗震规范的要求。     

预制模壳混凝土柱钢筋搭接连接传力性能试验研究

为解决针对预制模壳装配式框架结构连接问题,提出了预制混凝土柱钢筋搭接连接,该连接具有施工操作简便、安装效率高、预制柱构件端部不出筋等优点。通过对19组钢筋搭接连接接头开展单向拉伸试验,得到钢筋搭接连接的破坏模式、传力机理,及钢筋直径、搭接间距、搭接长度、混凝土强度和横向钢筋约束等因素的影响规律。试验结果表明：在满足试验构造、搭接长度达到基本锚固长度l_a的情况下,锚固于新旧混凝土的搭接钢筋可有效传力,而搭接长度为0.6l_a的钢筋搭接连接中钢筋与混凝土黏结不足,发生滑移破坏;当搭接长度不低于1.0l_a时,新旧混凝土界面及搭接钢筋接触与否对传力性能无显著影响;增加搭接长度与增强横向约束均可提高钢筋搭接传力性能。     

预制PC构件钢筋浆锚连接接头性能试验研究

为了研究约束浆锚连接接头是否是预制PC构件间钢筋连接的可靠连接接头形式,共设计并制作了33个约束浆锚连接接头试件,对接头试件进行单向拉伸、高应力反复拉压、大变形反复拉压试验,试验所研究的主要影响参数为连接钢筋直径、钢筋搭接长度、混凝土强度等级、螺旋箍筋布置形式。试验结果表明,所有接头试件的破坏形式均为连接钢筋外伸端被拉断,并未发生滑移破坏,浆锚链接形式连接强度足够,连接传力效果良好,是可靠的预制PC构件的钢筋连接形式。     

预制混凝土叠合板钢筋黏结性能的研究

通过钢筋的拉拔试验研究了预制混凝土叠合板内钢筋的黏结性能。设计30个预制板与后浇混凝土的叠合板试件,主要研究混凝土强度、钢筋锚固长度、钢筋位置、钢筋直径四个因素对黏结性能的影响。并设计12个混凝土现浇试件作为对比,以研究两种试件钢筋与混凝土黏结强度的差异。试验结果表明:叠合试件发生剥离破坏和劈裂-剥离破坏,现浇试件均发生劈裂破坏;叠合试件内钢筋的黏结强度随钢筋直径和锚固长度的减小、混凝土强度和钢筋至预制板距离的增大而增大,并且明显小于现浇试件中钢筋的黏结强度。根据试验结果,统计回归出预制混凝土叠合板钢筋的极限黏结强度计算公式,并由此推出钢筋锚固长度的计算公式以指导工程应用。     

地聚物混凝土与钢筋黏结性能研究

对24个钢筋-地聚物混凝土黏结试件进行中心拉拔试验,分析钢筋与地聚物混凝土的黏结 破坏机理,考察地聚物混凝土抗压和劈裂抗拉强度、钢筋类型、钢筋直径、混凝土保护层厚度 及钢筋黏结长度等因素对钢筋-地聚物混凝土黏结性能的影响,并与钢筋-普通水泥混凝土之间 的黏结性能进行比较。实验结果表明,当钢筋的黏结长度为5d时,相对保护层厚度c/d =3.67为 变形钢筋-地聚物混凝土中心拉拔试件破坏模式由拔出破坏向劈裂破坏转变的临界点;对于d=14 mm的钢筋-地聚物混凝土中心拉拔试件,9d的钢筋黏结长度可使钢筋屈服先于钢筋拔出或混凝土 劈裂发生。基于实验结果,还建立了变形钢筋-地聚物混凝土的黏结-滑移本构模型,采用该模 型计算得到的不同直径的变形钢筋-地聚物混凝土的黏结-滑移曲线与实测曲线接近。     

GFRP筋与珊瑚混凝土黏结性能的试验研究

针对玻璃纤维增强塑料(GFRP)筋与珊瑚混凝土间的黏结行为研究较少,进而影响到相关结构计算及性能分析等问题,开展了GFRP筋与珊瑚混凝土黏结性能的拉拔试验研究,分析了GFRP筋与珊瑚混凝土黏结破坏的受力过程和黏结-滑移曲线特征,以及相对保护层厚度、黏结长度和珊瑚混凝土材料特性等因素对GFRP筋与珊瑚混凝土黏结强度的影响.结果表明:GFRP筋与珊瑚混凝土的黏结强度能够满足一般工程需要,GFRP筋与珊瑚混凝土黏结破坏的受力过程、黏结-滑移曲线特征、黏结机理、破坏形态与GFRP筋-普通混凝土的黏结行为较为接近;各影响因素中,黏结长度、相对保护层厚度、GFRP筋直径及表面状况对GFRP筋与珊瑚混凝土黏结强度及破坏形态影响较大.     

木材表面嵌筋黏结锚固性能试验研究

木材与钢筋之间的可靠黏结与锚固，是保证内嵌钢筋加固木柱协同工作的根本条件。为研究钢筋与木材的黏结滑移性能和锚固特性，对50个木材表面嵌筋试件进行了中心拔出试验，总结了试件的破坏形态，分析了黏结滑移曲线的分布规律。进而分析了锚固长度(80、120、160mm)、钢筋直径(16、20mm)这两个基本参数对极限荷载以及平均黏结强度的影响。试验结果表明：试件出现了4种典型的破坏形态，分别为拔出破坏、劈裂破坏、混合破坏以及剪切破坏，且黏结滑移曲线的分布与试件参数相关；随着锚固长度的增加，试件的极限荷载增加而平均黏结强度减小；随着钢筋直径的增加，试件的极限荷载增加而平均黏结强度基本不变。此外通过钢筋的内贴片方法得到了典型试件钢筋沿锚固长度的应变分布，参考既有计算方法计算并得到了黏结应力以及相对滑移量的分布规律，综合黏结应力以及滑移量的分布获得了各测点处的黏结滑移曲线。     

FRP筋与混凝土粘结性能的试验研究

进行了28个纤维聚合物(FRP)筋拔出粘结试验,试验变量为FRP筋种类、FRP筋直径、混凝土强度和粘结长度,拔出试验记录了拔出荷载、FRP筋加载端滑移、破坏现象。FRP筋破坏形式是表面脱落和筋断裂,而混凝土未出现明显破坏。随着FRP筋的种类、直径、粘结长度不同,粘结强度变化范围是7.96~41.80MPa,粘结强度随着粘结长度、直径增加而减少,与混凝土强度无关。     

锈蚀钢筋与再生混凝土间粘结性能试验研究

通过电化学加速锈蚀方法,获得了7组不同钢筋锈蚀率（0~7.62%）的C30再生混凝土拔出试件。采用RILEM TC9-RC标准,得到了不同钢筋锈蚀率下再生混凝土与钢筋之间的荷载-滑移曲线。分析了钢筋锈蚀率对再生混凝土与钢筋粘结滑移性能的影响。结果表明：在钢筋锈蚀率较小时,再生混凝土粘结试件发生拔出破坏;当钢筋锈蚀率超过1.4%时,粘结破坏形式转变为再生混凝土劈裂破坏;再生混凝土与钢筋之间的粘结强度退化与普通混凝土的粘结性能退化规律有相似之处,均有一个先上升后快速下降的过程;根据试验结果,建立了再生混凝土与锈蚀钢筋间粘结-滑移本构方程。图10表5参5     

钢筋与混凝土粘结本构关系的试验研究

在钢筋与混凝土粘结性能的分析研究中,钢筋与混凝土的粘结本构关系是至关重要的。为了正确揭示钢筋与混凝土的粘结本构关系,本文首先从理论上推导了钢筋应力σs、钢筋与混凝土的粘结应力τ以及钢筋与混凝土的相对滑移s的解析表达式,并根据拔出试验数据,给出了随不同位置变化的钢筋与混凝土粘结应力和相对滑移关系,推导了反应这种变化规律的位置函数。本文还通过不同锈蚀量的光面钢筋和变形钢筋的拔出试验,得到了两种钢筋与混凝土的粘结性能随着不同钢筋锈蚀量的变化规律,根据试验结果的统计分析,给出了两种钢筋锈蚀后与混凝土的粘结强度计算公式。最后,本文给出了随时间和位置变化的钢筋与混凝土的粘结本构关系,可较全面地反映钢筋与混凝土的粘结性能。     

钢筋-地聚物混凝土黏结性能梁式试验研究

通过10根钢筋-地聚物混凝土梁式试件的拉拔试验,研究了箍筋间距、拉拔钢筋黏结长度对钢筋-地聚物混凝土黏结性能的影响。结果表明：当箍筋间距从150mm减小至100mm时,钢筋-地聚物混凝土之间的黏结强度增加较少,但是试件的延性明显提高;随着黏结长度增加,试件由黏结破坏变为受弯破坏;对于直径d=18mm的拉拔钢筋(变形钢筋),7d的黏结长度可使其在钢筋-地聚物混凝土界面黏结破坏前屈服。将试验结果与已有文献中的钢筋-普通水泥混凝土梁式拉拔试件以及钢筋-地聚物混凝土中心拉拔试件的试验结果进行比较后发现,所制备的地聚物混凝土与钢筋之间的黏结强度不低于相近试验条件下普通水泥混凝土与钢筋之间的黏结强度;采用梁式拉拔试验测得的钢筋与地聚物混凝土之间的黏结强度高于相同试验参数下采用中心拉拔试验获得的黏结强度。     

奥氏体不锈钢筋与混凝土黏结性能试验及有限元分析

通过11组33个奥氏体不锈钢筋混凝土中心拉拔试验,研究钢筋直径、保护层厚度、锚固长度、混凝土强度及配箍率对试件破坏现象、黏结应力-滑移曲线、极限黏结强度的影响,并与1组3个普通碳素钢筋混凝土试件、1组3个铁素体不锈钢筋混凝土试件进行对比,分析3种类型钢筋与混凝土黏结性能的差异。基于试验数据,统计回归出奥氏体不锈钢筋与混凝土黏结强度的计算公式。运用ABAQUS有限元分析软件,对不同锚固长度拔出试件进行非线性有限元模拟分析,并将模拟结果与试验结果进行对比分析。结果表明:奥氏体不锈钢筋与混凝土的极限黏结强度要略低于普通碳素钢筋,但略好于铁素体不锈钢筋;荷载-位移曲线和极限荷载值与试验所得结果吻合较好。     

粉煤灰掺量对粉煤灰混凝土粘结性能的影响

试验研究了粉煤灰掺量对粉煤灰混凝土与钢筋粘结性能的影响。结果表明:掺加粉煤灰可以提高混凝土与钢筋的粘结应力;掺粉煤灰的混凝土拉拔试件钢筋应变沿锚固长度上的分布更均匀;粉煤灰掺量为20%的拉拔试件的极限粘结应力和极限滑移值均较大且粘结应力在锚固长度上的分布比较均匀。