型钢混凝土推出试验及其粘结强度研究

根据16个型钢混凝土推出试件的试验结果,对推出试件的荷载滑移曲线进行了分析,得到了初始滑移粘结强度、极限粘结强度和水平残余粘结强度这三个特征强度的试验统计结果,并据此分析了混凝土强度、型钢的混凝土保护层厚度、横向配箍率和型钢埋置长度4个因素与特征粘结强度之间的关系,提出了临界保护层厚度的概念,通过统计回归建立了考虑多因素的型钢混凝土粘结强度计算公式。     

锈胀影响下钢绞线与混凝土粘结性能研究

为研究锈蚀对钢绞线与混凝土粘结性能的影响,设计制作了12根钢绞线混凝土粘结试件。通过对试件进行室内加速锈蚀及拉拔试验,得到各试件混凝土表面锈胀裂缝分布、混凝土表面应变分布及粘结应力-滑移曲线。分析了锈胀裂缝宽度对粘结应力分布、粘结强度及粘结应力-滑移关系的影响。通过拉拔试件的粘结应力与先张法试件传递长度范围内的粘结应力的关系,建立了以平均锈胀裂缝宽度为变量的钢绞线传递长度计算公式。结果表明:钢绞线粘结应力沿整个试件呈不均匀分布,粘结应力峰值随锈胀裂缝宽度的增大呈下降趋势;试件自由端产生初始滑移及最大粘结应力下的粘结强度分别随锈胀裂缝宽度的增大而下降;锈胀裂缝对粘结应力-滑移曲线的初始线性段影响显著,不同锈胀裂缝宽度试件的粘结应力-滑移曲线差异明显;传递长度计算公式可为钢绞线试件锈胀开裂下的传递长度计算提供参考。     

加速锈蚀与持续荷载对钢筋混凝土粘结性能的影响

为了研究锈蚀钢筋与混凝土的粘结性能,选择了 15块粘结区段带裂缝的钢筋混凝土梁式试件,进行了电加速锈蚀与持续荷载两种工况共同作用下的试验研究.通过弯曲粘结试验观察了梁式试件的破坏形态,得到了锈蚀钢筋与混凝土的粘结强度值与粘结-滑移曲线.试验结果表明,电加速锈蚀与持续荷载的工况条件显著降低了钢筋混凝土间的粘结强度,且锈蚀率越高、持续荷载越大,粘结强度就越小.在弯曲粘结试验中,梁式试件加载端滑移普遍大于自由端滑移,且滑移量随着梁式试件的持载等级与纵筋锈蚀率的提高而增大.     

GFRP筋-混凝土协同工作性能研究

从理论和实验方面研究了GFRP筋与混凝土的协同工作性能。制作9组GFRP筋-混凝土标准拉拔试件和3组钢筋混凝土标准拉拔试件,通过拉拔实验获得GFRP筋从混凝土中拔出时的破坏特征和GFRP筋与混凝土的粘结强度-滑移曲线。通过获得的数据和现象分析GFRP筋混凝土粘结强度的影响因素、粘结-滑移曲线的特征。为GFRP筋混凝土结构的应用、推广提供了参考和理论依据。     

不同试验方法对630MPa级高强钢筋粘结-锚固影响研究

为研究高强钢筋与混凝土粘结性能采用拉拔试验和梁式试验，制作了15根630MPa级高强钢筋中心拉拔试件和15根梁式试件，考虑锚固长度、钢筋直径两个影响因素，从破环形态、粘结强度、粘结滑移性能等方面进行了对比分析。结果表明：在相同条件下，拉拔试件破坏形态与梁式试件类似；粘结滑移曲线变化规律相近；高强钢筋与混凝土的平均粘结强度随锚固长度和钢筋直径的增大而减小；拉拔试验测得的粘结锚固强度要高于梁式试验测得的粘结锚固强度；梁式试验比拉拔试验在极限荷载时的滑移量小，梁式试件受力更符合实际受力情况，但梁式试件制作难度比较大；比较梁式试验和中心拉拔试验所得粘结强度，给出两种试件粘结强度的关系。     

混凝土植筋界面结合机理试验研究

针对两种品种的胶和两种粘结长度进行了混凝土植筋试件的约束拉拔试验。所有试件均发生了钢筋与胶体之间的界面破坏,与试验预期目标一致。但部分试件出现了钢筋屈服现象,说明植筋粘结长度过长。试验结果表明,钢筋-胶体界面结合力与滑移的关系可以简化为三阶段模型:粘结阶段、滑移阶段、拔出阶段。粘结阶段为线弹性段,界面结合力以化学粘结力为主,其特征是钢筋自由端位移为零。滑移阶段为抛物线段,界面结合力以机械啮合力为主。拔出阶段为下降段,界面结合力以摩擦力为主。通过对试验结果的回归分析可得到钢筋-胶体界面粘结滑移本构关系。     

型钢混凝土粘结滑移性能试验研究

通过淹钢混凝土标准推出试验(push-outtest),对型钢混凝土粘结滑移受力机理、粘结强度和粘结滑移本构关系等关键问题进行研究。采用正交试验法设计16个标准推出试件,主要研究混凝土强度等级、型钢埋置长度、横向配箍率和型钢的混凝土保护层厚度等四个主要因素对粘结滑移性能的影响,考察型钢翼缘外侧、翼缘内侧及腹板与混凝土粘结性能。并设计4个对比推出试件,单独考察型钢翼缘外侧对粘结作用的贡献。试验研究结果表明,在荷载上升阶段和荷载下降阶段内部型钢应变分别呈指数分布和线形分布;在型钢翼缘外侧、翼缘内侧和腹板等不同部位,界面内部滑移具有相近分布规律;在荷载下降阶段,型钢翼缘外侧相对翼缘内侧及腹板对总体粘结作用贡献更大。根据所有试件的加载端和自由端的荷载-滑移曲线试验结果,统计回归出型钢混凝土特征粘结强度和特征滑移值计算公式,并提出型钢混凝土平均粘结应力-加载端滑移本构关系的数学模型(-τSL模型)。     

腐蚀钢绞线与混凝土的长期粘结蠕变性能试验研究

为探讨腐蚀对钢绞线与混凝土长期粘结蠕变性能的影响,制作6根先张法预应力混凝土梁试件,其中5根试件通过掺盐并置于不同环境中进行为期47周不同强度的长期腐蚀,期间对所有6根试件进行定期粘结滑移监测,得到各试件在预应力作用下的粘结滑移时变曲线。结果表明：在未发生锈胀开裂的条件下,腐蚀引起粘结强度增大,从而抑制了粘结蠕变,使腐蚀试件的蠕变滑移小于无腐蚀试件;而且,腐蚀率越高、腐蚀产物体积膨胀率越大,长期粘结滑移也越小。分析表明：如果腐蚀引起锈胀开裂并导致粘结强度退化,则会引起长期粘结蠕变及锚固段裂缝宽度的增大,但不会引起预应力损失及锚固承载力的降低。     

型钢混凝土结构粘结滑移性能的研究

在10个型钢混凝土粘结试件推出试验的基础上，分析了型钢与混凝土之间的粘结滑移机理，探讨了影响粘结滑移性能的因素。基于试验结果，得到的粘结应力与滑移的关系，适用于型钢混凝土结构受力的全过程，可供有关理论分析和工程应用参考。     

反复荷载下腐蚀钢筋与混凝土的粘结特性

试验研究了混凝土中腐蚀钢筋在反复荷载作用下的粘结-滑移特性.研究的参数包括：钢筋腐蚀率和钢筋的侧向约束.试验结果表明，钢筋腐蚀率较低时，腐蚀减弱了加载过程中的粘结强度损失.而腐蚀率较高时，腐蚀则显著增大了粘结强度损失，卸载时的粘结应力水平仅为加载时的3/4.无约束试件在达到最大粘结应力之后劈裂破坏，此时的滑移很小.与此形成对比，受约束试件最终表现为拔出破坏，此时的相对滑移较大但裂缝宽度较小，约为0.2 mm.较之于有约束试件，无约束试件的粘结强度随腐蚀率变化的趋势更为显著.较高腐蚀率时，前5个加载循环会引起较大的粘结损失。     

钢丝绳与3D打印水泥基复合材料的黏结性能

为研究钢丝绳与3D打印水泥基复合材料之间的黏结性能,以钢丝绳直径和打印成型方式为研究参数,设计开展拉拔试件试验研究,测试了钢丝绳与3D打印水泥基复合材料的黏结-滑移曲线,分析了黏结性能的变化规律和黏结破坏模式,基于钢丝绳与打印材料交界面的空间关系研究了黏结性能的变化机制,建立了钢丝绳与3D打印水泥基复合材料的黏结-滑移...     

方钢管石灰石机制砂再生粗骨料混凝土黏结滑移本构模型

通过16根方钢管石灰石机制砂再生粗骨料混凝土试件推出试验,研究了机制砂再生粗骨料混凝土强度等级、石粉含量以及钢管宽厚比对方钢管石灰石机制砂再生粗骨料混凝土黏结性能的影响,结合试件自由端滑移曲线分析了黏结滑移发展过程与内在机理。对比了方钢管卵石机制砂再生粗骨料混凝土平均黏结强度,采用方钢管卵石机制砂再生粗骨料混凝土黏结滑移本构模型拟合得到了石灰石机制砂试件黏结滑移曲线,并与试验结果进行了对比验证。由于试件的黏结滑移性能受测点位置影响,通过引入位置函数,提出了能反映局部黏结滑移规律的黏结滑移本构模型。结果表明:方钢管石灰石机制砂再生粗骨料混凝土黏结滑移经历了胶结、滑移、摩阻力、后滑移4个阶段,且具有更高黏结强度; 对比本构模型得到的计算值与试验值并分析其误差发现,采用方钢管卵石机制砂再生粗骨料混凝土黏结滑移本构模型拟合的黏结强度及滑移值与试验值相对误差均小于5%,且标准差小于0.05,证明该本构模型具有较好适用性。     

高温后带肋钢筋与混凝土黏结滑移关系预测模型

提出了一种适用于高温后带肋钢筋与混凝土黏结滑移关系的预测模型。根据拔出试验的破坏特征，将黏结滑移关系曲线的上升段按混凝土开裂与否分为两个阶段，分别建立力学模型以揭示锥楔作用的黏结机制。结合国家标准建议的钢筋外形，归纳了钢筋肋间距与直径之间的关系，提出了以肋间距为主要变化参数的高温后特征滑移，研究发现高温后黏结滑移关系曲线的下降段符合负指数函数衰减规律。除了高温作用对材性的影响之外，高温后界面滑移路径的改变也是影响黏结滑移关系的重要因素。与试验结果的对比表明，所提出的方法可对高温后配箍、短埋黏结试件的黏结滑移关系进行较准确的预测。     

植筋粘结锚固性能的动力试验研究

通过22个锚固试件(其中12个试件为采取在钢筋内开槽、贴片精确量测和由加载端、自由端滑移推算内滑移分布的方法)的单调拉拔试验和重复拟动力试验,对建筑结构胶植筋的粘结锚固性能及其与混凝土现浇锚筋的粘结锚固性能的对比进行试验研究。     

配置栓钉钢板与外包高强混凝土界面黏结-滑移性能研究

为了提高剪力墙内钢板与高强混凝土界面的黏结 滑移性能,进行了10个配置列阵栓钉抗剪键的钢板外包高强混凝土墙板试件的推出试验。试件设计参数包括混凝土强度、栓钉长径比、拉结筋构造等。通过分析荷载-滑移曲线、黏结强度等性能指标,研究了不同参数对钢板与外包高强混凝土间黏结-滑移性能的影响。给出了钢板外包高强混凝土剪力墙中栓钉的受剪承载力计算公式,得到了不同构造下黏结-滑移本构关系。研究表明:混凝土强度对钢板外包高强混凝土剪力墙黏结强度的影响呈正相关;栓钉长径比不小于4且不大于8时,增大长径比对界面受剪承载力的提高影响不大;将拉结筋取代部分栓钉后可大幅度提高钢板外包混凝土剪力墙的残余黏结强度。给出的钢板高强混凝土剪力墙内栓钉受剪承载力拟合计算式所得结果以及黏结 滑移本构关系拟合曲线与试验结果均符合较好,可为工程应用提供参考。     

AFRP筋混凝土粘结强度和锚固长度的试验研究

通过对27个拉拔试件和16个梁式试件的试验,探讨AFRP筋与混凝土的粘结滑移关系、粘结强度,并且综合分析其他文献的结果,提出简化的局部粘结滑移本构关系和拔出破坏模式下锚固长度的计算公式。     

锈蚀工字形型钢与混凝土黏结滑移特性及损伤本构模型研究

由于海底隧道服役环境中氯离子含量高,初期支护中的工字钢将不可避免产生锈蚀,导致工字钢与混凝土黏结性能下降,严重影响海底隧道支护体系的耐久性.该研究主要目的是研究锈蚀对工字钢与混凝土界面间黏结滑移行为的影响.首先对工字形型钢混凝土试件进行加速锈蚀试验和推出试验,得到试件破坏形态及黏结滑移曲线,在此基础上分析试件的黏结滑移...     

高温后方钢管高强混凝土界面黏结性能试验研究

为研究高温后方钢管高强混凝土的黏结性能,以混凝土强度、温度、锚固长度为变化参数,完成了17个方钢管高强混凝土试件的高温后静力推出试验。通过试验获取了各试件的荷载-滑移曲线及特征点参数,分析了各变化参数对黏结强度的影响;并基于试验分析,提出了高温后方钢管高强混凝土黏结滑移的本构关系。结果表明：加载端和自由端的荷载-滑移曲线形状相似;方钢管高强混凝土黏结强度与锚固长度成反比,并随恒定温度的升高呈现先增大后减小的变化趋势;试件黏结损伤的发展随历经恒定温度的升高而发展较迟且缓慢;界面黏结耗能能力总体上随混凝土强度的提高而增强、随历经温度的升高而下降的变化趋势;方钢管的应变与应力沿其长度方向均呈指数分布,由自由端向加载端减小。     

Experimental study and numerical analysis of the interfacial bonding performance of T-shaped concrete-filled steel tubes

The effects of core concrete strength (C30, C40, and C50), steel tube length (600, 1000, and 1400 mm), and steel tube wall thickness (3, 4, and 5 mm) on the bonding performance of T-shaped concrete-filled steel tubes (CFSTs) were systematically investigated using push-out test. Via the test, the patterns of the failure modes, load-slip curves, stress-slip curves, and distribution law of longitudinal strain were observed for the specimens, and the bond-slip constitutive model for T-shaped CFSTs was established. The test results indicate that the bond stress of T-shaped CFSTs increases with the increase in concrete strength and tube wall thickness, while the steel tube length has less influence on the bond stress. In addition, non-linear spring elements were used to simulate the interfacial bonding behavior based on the bond-slip equation, which is in good agreement with the experimental curve results.     

受栓钉强度控制的钢板-混凝土界面黏结滑移性能试验与本构模型

以预应力型钢-混凝土界面为研究对象,旨在建立钢板-混凝土栓钉连接界面黏结滑移的本构关系。研究以混凝土强度、栓钉数量及法向压应力为变量,采用正交试验法对18个钢板-混凝土界面试件进行剪切试验。试验界面取为原型界面足够小的单元,使其能代表该单元内一点处的性能,从而探讨一点处的黏结滑移性能,并得到一点处的黏结应力-滑移关系曲线。结果表明：试验后期均发生栓钉剪断造成黏结应力骤降的破坏。混凝土强度和法向压应力的增加对界面的屈服、峰值和残余黏结应力均有提高作用;栓钉含量对界面的屈服及残余黏结应力影响不大,但可提高界面的峰值黏结应力,还可增大峰值黏结应力点的滑移及残余段初始滑移,提高延性。基于试验结果分别建立了无栓钉、含单栓钉和含双栓钉的钢板-混凝土界面黏结滑移本构模型,统计回归了模型中特征点的应力及滑移等参数的算式。所提模型与试验结果吻合良好,达到了在黏结滑移本构关系中考虑栓钉影响的目的。