锈蚀钢筋与粉煤灰混凝土粘结性能的研究

发布时间：2017-08-16 02:21

  本文关键词：锈蚀钢筋与粉煤灰混凝土粘结性能的研究

  更多相关文章： 锈蚀钢筋 粉煤灰混凝土 拉拔试验 粘结性能 有限元分析

【摘要】：钢筋与混凝土之间的粘结性能是保证钢筋与混凝土协同工作的重要前提,同时也是混凝土基本理论体系的一个重要问题。本文针对这一问题在锈蚀钢筋与粉煤灰混凝土之间的粘结性能试验及有限元分析做了部分研究工作,主要研究内容包括:(1)为得到稳定的粉煤灰混凝土抗压强度值,针对不同龄期的粉煤灰混凝土进行强度试验,发现粉煤灰的龄期较长,随着养护周期变长,粉煤灰的抗压强度逐渐增强,同时,当采用超量取代法在混凝土中掺入粉煤灰时,一定量的掺量粉煤灰混凝土抗压强度比普通混凝土要略大。(2)通过对混凝土试块中钢筋进行中心拉拔试验,研究了不同钢筋锈蚀率对钢筋与混凝土间的粘结性能的影响,发现随着钢筋发生锈蚀,钢筋与混凝土之间的极限粘结强度、自由端初始滑移对应的粘结应力以及极限荷载对应下的平均滑移量在初始时均有一定程度增大,随着钢筋锈蚀率增大而逐渐减小,且随着混凝土试件的破坏,钢筋与混凝土间存在残余应力。同时,根据试验结果建立极限粘结强度、平均滑移值、与锈蚀率的关系模型。(3)同样,通过拉拔试验分别考虑了粉煤灰掺量、混凝土强度、箍筋作用对钢筋与混凝土之间粘结性能的影响,研究表明:在其它条件相同的情况下,一定粉煤灰掺量的拉拔试件自由端开始滑移时对应的粘结力相对较大,在相同的粘结应力时自由端滑移较小,且破坏时相对的粘结力大,这说明一定粉煤灰掺量使得钢筋与混凝土之间的极限粘结强度变大,同时塑性变好,但随着粉煤灰掺量增加,对应的极限粘结强度逐渐减小;混凝土强度高的对应的钢筋与混凝土之间的极限粘结强度大,对应的自由端的滑移量小;配置箍筋作用的试件,钢筋与混凝土之间的极限粘结应力大,滑移量小,说明有箍筋作用的试件延性较好。(4)通过结合试验研究与理论分析,基于典型粘结滑移本构关系曲线,将粘结滑移曲线分为初始滑移段、劈裂段、陡降段、破坏段和残余段,以及相应阶段对应的特征值。由此建立了相应的特征值试验模型,以推导出锈蚀钢筋与混凝土粘结滑移本构关系模型。(5)通过ABAQUS模拟三种不同钢筋锈蚀程度下的试件在各级荷载拉拔下的钢筋和混凝土的应力、应变,发现钢筋与混凝土的受力和变形情况与实际相符;同时引用非线性弹簧单元模拟锈蚀钢筋与混凝土的粘结滑移关系,将试验结果与所得到的有限元计算结果进行了比较,二者的结果相近,说明了试验结果较为准确。(6)以试验为基础,建立锈蚀钢筋极限粘结应力退化与锈蚀率的关系模型,以钢筋混凝土梁正截面承载能力计算模型为前提,基于混凝土梁截面应力应变基本假定,推导出锈蚀钢筋混凝土梁正截面承载力的计算式,通过与已有的试验结果比较,验证了本文中锈蚀钢筋混凝土梁正截面承载力表达式具有较高的准确性。
【关键词】：锈蚀钢筋 粉煤灰混凝土 拉拔试验 粘结性能 有限元分析
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU528
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-7
• Abstract7-20
• 变量注释表20-21
• 1 绪论21-43
• 1.1 研究背景及意义21-24
• 1.2 国内外研究现状24-39
• 1.3 目前存在的问题39-40
• 1.4 研究内容及技术路线40-43
• 2 锈蚀钢筋与混凝土粘结力预计模型43-57
• 2.1 引言43
• 2.2 混凝土中钢筋锈蚀43-46
• 2.3 钢筋混凝土的粘结性能46-56
• 2.4 本章小结56-57
• 3 试验原材料及粉煤灰混凝土强度的研究57-68
• 3.1 引言57
• 3.2 混凝土原材料及配合比设计57-60
• 3.3 粉煤灰混凝土抗压强度试验60-66
• 3.4 本章小结66-68
• 4 锈蚀钢筋与粉煤灰混凝土粘结性能试验研究68-105
• 4.1 引言68
• 4.2 试件的制备68-71
• 4.3 混凝土中钢筋锈蚀方法71-80
• 4.4 拉拔试验80-86
• 4.5 各因素对粘结强度的影响分析86-99
• 4.6 粘结滑移模型中参数求解及验证99-103
• 4.7 本章小结103-105
• 5 锈蚀钢筋与混凝土粘结性能数值模拟105-123
• 5.1 引言105
• 5.2 ABAQUS有限元简介105-106
• 5.3 单元选择106-108
• 5.4 建立模型及分析108-122
• 5.5 本章小结122-123
• 6 锈蚀钢筋混凝土梁正截面抗弯承载力预计模型123-132
• 6.1 引言123-124
• 6.2 钢筋混凝土梁正截面承载力计算模型124-128
• 6.3 锈蚀钢筋混凝土梁抗弯承载力计算模型的验证128-130
• 6.4 本章小结130-132
• 7 结论与展望132-134
• 7.1 结论132-133
• 7.2 展望133-134
• 参考文献134-140
• 作者简历140-142
• 学位论文数据集142

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘志杰;李平;孙海燕;;浅谈混凝土中锈蚀钢筋与粘结性能的研究[J];内蒙古水利;2009年02期

2 范颖芳,周晶;考虑蚀坑影响的锈蚀钢筋力学性能研究[J];建筑材料学报;2003年03期

3 范颖芳;张英姿;胡志强;周晶;;基于概率分析的锈蚀钢筋力学性能研究[J];建筑材料学报;2006年01期

4 张伟平;商登峰;顾祥林;;锈蚀钢筋应力-应变关系研究[J];同济大学学报(自然科学版);2006年05期

5 张伟平;李士彬;顾祥林;朱慈勉;;自然锈蚀钢筋的轴向拉伸疲劳试验[J];中国公路学报;2009年02期

6 李士彬;曹玉泉;;神经网络在锈蚀钢筋疲劳寿命预测中的应用[J];山东建筑大学学报;2010年03期

7 李凤兰;侯维玲;侯朋兵;;锈蚀钢筋的力学性能试验研究[J];华北水利水电学院学报;2013年04期

8 孙维章;梁宋湘;罗建群;;锈蚀钢筋剩余承载能力的研究[J];水利水运科学研究;1993年02期

9 陈辉;张伟平;顾祥林;;高应变率下锈蚀钢筋力学性能试验研究[J];建筑材料学报;2013年05期

10 袁迎曙,贾福萍,蔡跃;锈蚀钢筋的力学性能退化研究[J];工业建筑;2000年01期

中国重要会议论文全文数据库 前3条

1 石晓猛;朱劲松;;混凝土内部锈蚀钢筋局部应力集中特性研究[A];第二十届全国桥梁学术会议论文集（下册）[C];2012年

2 张妍妍;李士彬;张鑫;;锈蚀钢筋混凝土梁受力性能研究现状[A];中国老教授协会土木建筑（含建筑物改造与病害处理）专业委员会全国第九届建筑物改造与病害处理学术研讨会论文集[C];2011年

3 刘小娟;蒋欢军;;锈蚀钢筋混凝土柱变形性能研究[A];第23届全国结构工程学术会议论文集（第Ⅱ册）[C];2014年

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 杨淑雁;锈蚀钢筋混凝土柱在地震作用下的滞回行为研究[D];上海交通大学;2014年

2 李金波;锈蚀钢筋混凝土柱抗震加固研究[D];大连理工大学;2009年

3 张永利;锈蚀钢筋混凝土构件粘结性能及承载性能研究[D];西安建筑科技大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 林学彩;单调与重复荷载作用下锈蚀钢筋本构关系研究[D];西安建筑科技大学;2014年

2 刘俊杰;L形锈蚀钢筋混凝土柱轴压及偏压承载力试验研究[D];哈尔滨工业大学;2016年

3 李嘉杰;锈蚀钢筋疲劳性能研究[D];浙江大学;2016年

4 奚邦发;锈蚀钢筋与粉煤灰混凝土粘结性能的研究[D];中国矿业大学;2016年

5 张威;锈蚀钢筋表面特征的统计分析及其力学性能退化模型研究[D];西安建筑科技大学;2013年

6 张艳芳;反复荷载作用下锈蚀钢筋力学性能研究[D];中南大学;2013年

7 肖小琼;锈蚀钢筋混凝土粘结性能试验研究[D];中南大学;2011年

8 冷玲P;;锈蚀钢筋混凝土柱碳纤维抗震加固研究[D];河北联合大学;2013年

9 曾华;锈蚀钢筋疲劳断裂性能研究[D];中南大学;2014年

10 胡秉偃;锈蚀钢筋与混凝土界面行为研究[D];浙江大学;2011年

，

本文编号：681023