横肋间距增大的630MPa级高强钢筋与混凝土粘结锚固性能试验研究

发布时间：2020-11-04 08:47

　　 随着混凝土结构形式和体量的不断发展,在混凝土结构中使用高强度等级的钢筋已成为未来混凝土结构发展的必然趋势。但由于我国高强钢筋混凝土结构相关规范的缺失,且针对高强钢筋在混凝土中的受力性能的研究十分有限,现阶段高强钢筋的推广应用仍较为困难。钢筋与混凝土的粘结锚固作用是有关混凝土结构设计、施工的重要课题,因此为了推广高强钢筋的应用,有必要对其与混凝土的粘结锚固性能做出相应研究。月牙纹钢筋是混凝土结构中主要应用的一种变形钢筋,国家标准中对其外形状态有着较为严格的规定,但关于钢筋外形对粘结锚固作用影响的研究主要集中在上世纪,且针对于月牙肋外形的研究极少,因此有必要对不同外形的月牙肋钢筋与混凝土的粘结锚固性能做出研究。本文主要研究横肋间距增大后的630MPa级高强钢筋(T63)与混凝土的粘结锚固性能。采用标准外形和横肋间距增大外形的T63钢筋制作钢筋与混凝土粘结锚固拉式试件共51个,两类不同钢筋的试件分别考虑了混凝土强度、锚固长度、钢筋直径和粗骨料粒径等因素的影响。通过对试件的破坏形态、粘结强度及其影响因素、粘结—滑移曲线及其特征点进行了对比分析,研究了T63钢筋的横肋间距增大对其与混凝土粘结锚固性能的影响。结果表明,横肋间距增大后T63钢筋与标准外形的T63钢筋的同类试件破坏形态基本相同,两种钢筋的同类试件的粘结强度之比均在1左右,各影响因素对两类钢筋的粘结强度的影响也基本相同,两类钢筋粘结—滑移曲线形态和特征基本一致,仅在峰值滑移量上有些许差别。综合比较结果可认为,按照本文增大横肋间距的T63钢筋与混凝土的粘结性能相较于标准外形的钢筋未有明显变化,从粘结锚固角度来看,可应用于实际工程,在应用时不必区别对待。在试验研究的基础上,搜集国内外典型的粘结强度经验计算公式和粘结—滑移本构关系,将其与试验数据进行比较,分析了各计算公式和本构关系对于T63钢筋的适用性。将变形钢筋与混凝土的粘结问题简化为平面问题,采用弹性力学中的厚壁圆筒理论进行分析,在分析时不仅考虑了未开裂区混凝土的影响,还通过混凝土断裂力学中的混凝土软化理论对开裂区混凝土的应力进行了描述从而考虑了开裂区混凝土的影响,同时还考虑了开裂区的不同的径向位移分布对粘结强度的计算结果的影响。得到了综合考虑开裂区和未开裂区混凝土影响的粘结强度计算方法,计算结果与试验吻合较好,证明了本文提出的计算方法的适用性。本文的研究属于课题组项目“陕西省《热处理带肋高强钢筋混凝土结构技术规程》的编制”的部分内容,相关试验和分析结果可为T63高强钢筋的应用及相关规程的制定提供依据,亦可为月牙肋钢筋外形的优化及生产制造提供参考。相关理论分析过程和结果可为进一步从力学理论角度分析钢筋与混凝土的粘结锚固提供思路。
【学位单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TU375
【部分图文】：

（a）节点密集配筋 （b）节点混凝土不密实图 1.1 梁柱节点质量问题虽然使用高强钢筋存在上述优点，最新版的《钢筋混凝土用钢 第 2 部分：热轧钢筋》（GB/T 1499.2—2018）[2]也已将 600MPa 级的钢筋纳入其中，我国众多钢筋企业也已掌握生产 600MPa 及以上强度等级的钢筋的技术，并且在部分工程中已经应用，但目前我国《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）[3]中对混凝土结构筋的最高强度规定为 500MPa，这就使得 600MPa 及以上钢筋在实际应用过程中缺要设计、施工依据，同时现阶段对混凝土结构的研究中主要是针对 500MPa 及以下等级的钢筋，对 600MPa 级以上高强钢筋的研究尚不充分，其在混凝土中的力学性中、低强度钢筋有无明显差异尚不清晰，这些都极大地阻碍了高强钢筋在混凝土结的推广应用。因此，针对 600MPa 及以上高强钢筋做出相应研究就显得尤为重要。钢筋与混凝土的粘结作用是这两种材料能够共同承担荷载的基础，良好的粘结性

图 2.2 试验用钢筋筋力学性能构对钢筋的的性能要求主要包括强度和塑性。强度一般包括还要求钢筋具有一定的强屈比，用以表示结构的可靠性潜力其在断裂前有一定的破坏征兆，一般用伸长率大小来衡量钢断后伸长率和最大力下的总伸长率，两者测量方法见图 2.00= 100%l lAl 0 bgt0 s100%l lAl E 断后伸长率；Agt—最大力下总伸长率；l0—原始标距，一般

≥50mm和2dY V量测区颈缩区 l0/l（b）最大力下的总伸长率图 2.3 钢筋伸长率的测量伸试验 第 1 部分：室温试验方法》（GB/屈服强度、极限强度、断后伸长率、最大参与受力，故两类钢筋的力学性能基本相伸长率，试验前先用钢筋打点仪在钢筋长万能试验机，开始试验（图 2.3）。钢筋的计算得到其屈服强度和极限强度。断后伸式（2.1）和（2.2）计算。测量计算结果见
【参考文献】

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本文编号：2869894