钢筋混凝土粘结性能的试验研究

论文摘要

粘结是钢筋与混凝土这两种材料之间复杂的相互作用,是两者共同工作的前提,同时是分析诸如钢筋端部锚固粘结与裂缝间粘结的不同应力状态等各种性能的基础,因此对粘结问题的研究在理论和工程实践中都有十分重大的意义。但由于粘结问题的影响因素众多、破坏类型复杂、试验手段限制、混凝土自身非线性和随机性,因而其研究难度高且发展缓慢,至今尚未提出一套完整的被大家公认的关于粘结理论。过去对粘结性能的实验研究主要集中在中心拔出试验和轴心拉拔试验,由于这两种方法自身有很多缺陷,如：受力状态过度简化、应力集中、不能考虑保护层厚度和箍筋影响等,都对试验结果的真实性造成了影响。本文采用与构件实际受力状态更为接近的梁式试验来对钢筋与混凝土之间的粘结性能进行研究。通过实验分析梁式试件的粘结破坏形态和规律,钢筋应变和相对滑移的产生、发展及其与荷载的关系等。通过测点处的钢筋应变,运用数学方法计算钢筋与混凝土之间粘结应力的大小,分析其作用机理和分布规律。同时,论文将通过理论分析确定极限粘结强度的数学模型和粘结滑移本构关系,为结构设计中钢筋锚固深度的确定、粘结性能的数值模拟等相关问题提供参考。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 粘结作用概述
• 1.1.1 粘结作用的定义和类型
• 1.1.2 粘结作用的组成
• 1.1.3 粘结作用的影响因素
• 1.2 钢筋混凝土粘结性能的研究方法
• 1.2.1.钢筋混凝土粘结性能的实验研究
• 1.2.2.钢筋混凝土粘结性能数值模拟研究
• 1.3 粘结作用的研究现状
• 1.3.1 粘结机理的研究
• 1.3.2 粘结强度的计算
• 1.3.3 粘结滑移本构关系的研究
• 1.4 本文的研究意义和内容
• 1.4.1 研究意义
• 1.4.2 研究内容
• 2 实验方案设计及试验方法
• 2.1 试验方案与试件制作
• 2.1.1 试验方案
• 2.1.2 试件制作
• 2.2 试验材料
• 2.3 加载方案及测试数据
• 2.3.1 加载方案及试验过程
• 2.3.2 试验数据采集
• 3 试验结果及分析
• 3.1 试验现象及试件破坏形态分析
• 3.1.1 试件破坏形态
• 3.1.2 破坏机理分析
• 3.2 试验荷载-滑移关系
• 3.2.1 钢筋方向荷载的计算
• 3.2.2 试验构件荷载-滑移曲线
• 3.2.3 梁式试验与中心拔出试验荷载-滑移关系的比较
• 3.3 钢筋应变分布规律
• 3.3.1 纵向钢筋应变沿锚固深度的分布规律
• 3.3.2 梁式试验与中心拔出试验钢筋应变分布规律的比较
• 3.4 混凝土荷载-应变关系
• 3.5 梁式试件挠度分析
• 3.5.1 梁式试验构件荷载-挠度关系
• 3.5.2 挠度与加载端相对滑移的关系
• 4 钢筋混凝土粘结性能的理论分析
• 4.1 粘结应力分析
• 4.1.1 粘结应力T的确定
• 4.1.2 粘结应力沿锚固长度分布曲线的确定
• 4.1.3 粘结应力沿钢筋锚固深度的分布
• 4.1.4 梁式试验与中心拔出试验粘结应力分布比较
• u'>4.2 极限粘结应力τ_u
• u的求法'>4.2.1 极限粘结应力τ_u的求法
• 4.2.2 考虑粉煤灰掺量的极限粘结应力的修正
• 4.3 钢筋混凝土粘结滑移本构关系
• 4.3.1 平均粘结应力-平均滑移关系曲线
• 4.3.2 粘结滑移本构关系建立的方法
• 4.3.3 梁式试验钢筋混凝土粘结滑移本构关系的建立
• 5 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 问题及展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录1 求粘结应力分布程序
• 附录2 攻读硕士学位期间研究成果