变形钢筋与自密实混凝土之间粘结锚固性能试验研究

论文摘要

自密实混凝土是一种在浇注过程中不需要施加振捣,仅靠自重即能密实成型的高性能混凝土。这种混凝土具有良好的工作性,包括良好的流动性、抗离析性、填充性和钢筋间隙通过性。自密实混凝土在施工过程中,可以减轻工人的劳动强度,加快施工进度,显著降低噪音,减少因漏振或过振造成的蜂窝麻面等现象,解决钢筋密集、结构复杂部位因振捣不足而造成的工程质量问题。同时配制自密实混凝土能大量利用粉煤灰、矿渣等工业废料,有利于环境保护和资源综合利用。为此,目前自密实混凝土已经成为高性能混凝土领域研究热点之一。本文在国内外关于自密实混凝土配合比优化、工作性能检测方法和力学性能研究的基础上,采用拔出试验方法,设计了五组自密实混凝土试件,系统地研究了自密实混凝土的强度、保护层厚度、配箍率、锚固钢筋直径和锚固长度对自密实混凝土和变形钢筋间粘结性能的影响,并通过对试验数据统计回归得到了自密实混凝土和变形钢筋间极限粘结应力的计算公式。同时设计了一组和自密实混凝土强度相同的普通混凝土试件,分析了自密实混凝土与变形钢筋间的粘结性能和普通混凝土与变形钢筋间的粘结性能的差别。本文还采用局部粘结-滑移试验方法,研究了粘结应力沿锚固长度的变化规律,并将短锚试件和长锚试件粘结应力沿锚固长度分布进行了对比分析。最后在可靠度分析的基础上,提出了C20、C30、C40自密实混凝土中钢筋锚固长度的设计建议,为自密实混凝土的进一步理论研究、工程应用以及完善混凝土结构设计规范提供了依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 自密实混凝土的研究现状
• 1.3 钢筋与混凝土间粘结锚固性能研究现状
• 1.3.1 粘结锚固概述
• 1.3.2 粘结锚固国内外研究现状
• 1.3.3 粘结锚固的试验方法
• 1.4 课题主要研究内容
• 第2章 试件制作及试验方案
• 2.1 自密实混凝土的配置
• 2.1.1 自密实混凝土对材料的要求
• 2.1.2 本试验所用材料
• 2.1.3 自密实混凝土的配合比设计
• 2.1.4 工作性测试结果
• 2.2 试件制作
• 2.2.1 试件尺寸
• 2.2.2 试件制作
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 试验装置
• 2.3.2 加载装置
• 2.3.3 加载制度和量测内容
• 2.4 钢筋内贴应变片试验
• 2.4.1 试验目的
• 2.4.2 试件制作
• 2.4.3 加载方案及量测内容
• 2.5 本章小节
• 第3章 试验现象及结果分析
• 3.1 试件的破坏形式
• 3.2 拉拔试验试验曲线
• 3.2.1 P-S 曲线
• 3.2.2 τ-s 曲线
• 3.3 变形钢筋与自密实混凝土的粘结机理
• 3.4 混凝土强度对自密实混凝土粘结性能的影响
• 3.4.1 立方体抗压强度
• 3.4.2 劈裂抗拉强度
• 3.4.3 自密实混凝土抗压强度与劈裂抗拉强度的关系
• 3.4.4 不同强度等级的自密实混凝土试件拉拔试验现象和结果
• 3.5 保护层厚度对自密实混凝土粘结性能的影响
• 3.5.1 试件设计
• 3.5.2 试验结果及分析
• 3.6 配箍率对自密实混凝土粘结性能的影响
• 3.6.1 试件设计
• 3.6.2 试验结果及分析
• 3.7 钢筋直径对自密实混凝土粘结性能的影响
• 3.7.1 试件设计
• 3.7.2 试验结果及分析
• 3.8 锚固长度对自密实混凝土粘结性能的影响
• 3.8.1 试件设计
• 3.8.2 试验结果及分析
• 3.9 自密实混凝土极限粘结应力的计算公式
• 3.10 自密实混凝土粘结滑移曲线的公式拟合
• 3.11 粘结应力的分布
• 3.11.1 试验现象
• 3.11.2 试验数据分析
• 3.12 本章小节
• 第4章 自密实混凝土中变形钢筋锚固长度设计建议
• 4.1 极限状态方程
• 4.2 统计数据
• 4.2.1 构件中钢筋的屈服强度
• 4.2.2 构件中自密实混凝土的劈拉强度
• 4.2.3 几何尺寸
• 4.2.4 计算模型的准确性
• 4.3 可靠指标
• 4.3.1 锚固强度问题
• 4.3.2 锚固刚度问题
• 4.4 近似方法求解
• 4.4.1 效应S 的特征参数和分布类型
• 4.4.2 抗力R 的分布类型和特征参数
• 4.4.3 锚固长度的计算
• 4.5 一次二阶距方法求解
• 4.6 自密实混凝土锚固长度的设计建议
• 4.7 本章小节
• 结论
• 参考文献
• 致谢