微波照射下钢筋混凝土粘结损伤特性研究

发布时间：2020-08-08 00:50

【摘要】：随着我国城市化进程的加速,每年都需要拆除大量的钢筋混凝土结构建筑来完成新旧建筑物的交替更新。传统的拆除方法在拆除时噪音大、粉尘多和效率低的缺点都使其当今城市中使用的局限性越来越大。微波辅助机械拆除法能够预先弱化钢筋和混凝土之间的粘结力,从而实现高效环保地拆除城市建筑物,因此需要对微波照射引起钢筋混凝土粘结力的损伤进行研究,这对微波辅助机械拆除技术的发展有着重要意义。本文主要对钢筋混凝土试件进行微波照射试验、热成像试验、升温特性探测试验和标准拉拔试验,并结合损伤力学相关理论和有限元分析的方法对微波照射后钢筋混凝土粘结损伤特性进行研究,主要研究成果如下:(1)通过对1000W、1500W、2000W和2500W功率微波照射5min条件下的钢筋混凝土试件进行热成像试验和升温探测试验,得出微波照射后钢筋混凝土表面温度分布离散度随着微波功率的提高而增大,温度上升临界点对应的最佳照射时间随着微波功率的提高而显著缩短。(2)对10种微波照射条件下的钢筋混凝土试件进行拉拔试验,并对其破坏形式进行分析,发现随着微波功率的增大,试件总体的破坏形式由劈裂破坏逐渐趋向于拔出破坏,外部以及粘结界面处的裂缝数量及宽度随微波功率的增大而减小,最后通过统计分析确定出3000W以上微波功率为合理照射功率。(3)对10种功率微波照射后钢筋混凝土拉拔试验粘结滑移曲线进行四段式分析,得出了每种微波照射条件下的粘结滑移曲线及其对应的拟合方程,最后通过分析曲线特征点确定出微波功率为3500W时具有更好的能效比。(4)对微波照射后钢筋混凝土粘结损伤情况做了研究,通过损伤量D的计算绘制了损伤变量滑移曲线,以损伤理论为基础用回归分析的方法建立了考虑界面损伤的本构模型关系。(5)利用ANSYS有限元模拟软件对4种微波照射条件下钢筋混凝土拉拔试验进行数值计算,发现4种微波照射下粘结-滑移曲线粘结强度特征点τB、ττC和τD所对应钢筋滑移量试验值与模拟值吻合程度较高,证明了本构模型的正确性。
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU375
【图文】：

端相对滑移量为 0.1～0.2mm。况下光圆钢筋拉拔试验中试件的破坏形式为剪切作用造成的拔之间的相对粘结长度较大且混凝土强度等级较高时也会发生钢变形钢筋相比，光圆钢筋和混凝土的粘结强度明显偏低，因此粘结性能更加优异的变形钢筋。钢筋的粘结机理形钢筋中纵横肋对钢筋和混凝土之间粘结性能的增强作用，使学胶着力所占的比重大大降低，当然也极大增强了钢筋混凝土和学者的研究表明，在单调荷载作用下，可以将变形钢筋和线划分为五阶段[54]，分别是滑移段、滑移段、劈裂段、下降段《混凝土结构设计规范》中也对单调荷载作用下热轧带肋钢线及曲线特征点参数值进行了确定，具体将其分为线性段、劈裂载段五个阶段。藤智明[55]构建了反复荷载下变形钢筋和混凝土 2.2 所示。藤智明认为改模型可由外包络线和滞回曲线两部分部分曲线的关系表达式。

图 2.2 滕智明粘结滑移关系模型力分类凝土之间的作用性质差异的角度出发，可以将粘结应力划分应力。固粘结应力结长度范围内与混凝土接触面的剪切应力即为锚固粘结应力用必须依靠受力钢筋在混凝土内部锚固长度的粘结应力积累力也包括钢筋的延伸与搭接。梁跨之间的主筋搭接或者切断端部和梁柱及悬臂梁节点处受拉钢筋的外伸部分等，以上这应力，有限长度的粘结距离能够使得钢筋应力达到设计强度结应力和应力分布变化均很大。倘若钢筋由于粘结锚固能力会导致其强度不能充分被利用，还会导致结构构件局部开裂失效，这种严重的脆性破坏也称为粘结破坏[56]。

图 2.4 劈裂破坏试件内部设置较高强度的箍筋或者钢筋直径与混凝土况下粘结试件并不会发生劈裂破坏，当拉拔力逐渐增环向拉应力的作用，只是由于横向箍筋的作用，箍筋，从而对裂缝的扩展起到了延缓作用，使得周围混凝凝土被不断挤压破碎，超过时间峰值粘结应力，钢筋最后钢筋被拔出。

【参考文献】

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1 刘桂荣;肖飒;闫磊源;王亚宇;;高温后钢筋与混凝土黏结性能的试验研究[J];华北水利水电大学学报(自然科学版);2015年04期

2 戴俊;秦立科;;微波照射下岩石损伤细观模拟分析[J];西安科技大学学报;2014年06期

3 戴俊;孟振;吴丙权;;微波照射对岩石强度的影响研究[J];有色金属(选矿部分);2014年03期

4 吴昊;陈礼刚;;高温后钢筋混凝土粘结性能试验研究[J];工业建筑;2010年02期

5 李法胜;修岩;;金刚石绳锯切割技术在钢筋砼结构拆除中的应用[J];铁道建筑技术;2009年07期

6 袁广林;郭操;吕志涛;;高温后钢筋混凝土黏结性能试验研究[J];河海大学学报(自然科学版);2006年03期

7 王孔藩,许清风,刘挺林;高温自然冷却后钢筋与混凝土之间粘结强度的试验研究[J];施工技术;2005年08期

8 谢狄敏,钱在兹;高温作用后混凝土抗拉强度与粘结强度的试验研究[J];浙江大学学报(自然科学版);1998年05期

9 周新刚，吴江龙;高温后混凝土与钢筋粘结性能的试验研究[J];工业建筑;1995年05期

10 徐有邻，沈文都，汪洪;钢筋砼粘结锚固性能的试验研究[J];建筑结构学报;1994年03期

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8 黄闽莉;钢筋混凝土界面损伤研究[D];河海大学;2006年

本文编号：2784778