600MPa热轧带肋钢筋机械锚固性能试验研究

摘要

600MPa热轧带肋钢筋是我国继400MPa、500MPa系列高强钢筋后，新近研发的高强度等级混凝土结构用钢。600MPa钢筋的普及应用，不仅符合“四节一环保”的理念要求，同时也符合我国建筑行业的发展需求。高强钢筋能否发挥性能优势，取决于钢筋与混凝土之间的有效粘结锚固作用。因此，高强钢筋与混凝土之间的粘结锚固问题是高强钢筋推广应用需要解决的一项关键问题。然而我国600MPa钢筋的基础研究工作尚处于起步阶段，尤其600MPa钢筋与混凝土之间的机械锚固性能研究尚属空白。因此，亟需对600MPa钢筋的机械锚固性能进行系统研究，以解决其应用于混凝土结构工程的锚固问题。 试验设计60个机械锚固棱柱体试件进行拉拔试验，分析混凝土强度、保护层厚度、锚固长度、箍筋等影响因素对600MPa钢筋机械锚固性能的影响；揭示600MPa钢筋与混凝土机械锚固的受力机理、粘结-滑移关系；提出适用于600MPa钢筋与混凝土机械锚固极限强度的计算公式。 通过在钢筋表面粘贴应变片的方法，得到机械锚固端头的受力情况，对600MPa钢筋机械锚固的受力机理进行研究分析，提出600MPa钢筋与混凝土机械锚固粘结-滑移曲线内裂点、劈裂点、极限点特征强度和特征滑移的计算公式；建立粘结-滑移关系曲线的基本模式。 基于锚固强度公式，利用可靠度计算方法，提出采用一侧贴焊锚筋、穿孔塞焊锚板两种机械锚固措施下的600MPa钢筋锚固长度取值。得出：一侧贴焊锚筋、穿孔塞焊锚板两种机械锚固措施均可明显减小600MPa钢筋锚固长度；600MPa热轧带肋钢筋机械锚固长度仍可依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)进行取值。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.1.1 研究背景

1.1.2 研究意义

1.2 钢筋与混凝土粘结锚固问题

1.2.1 粘结锚固作用

1.2.2 粘结锚固问题的分类

1.2.3 粘结锚固问题研究概况

1.3 钢筋与混凝土机械锚固问题

1.3.1 机械锚固方式

1.3.2 影响机械锚固性能的因素

1.3.3 机械锚固问题研究现状

1.4 研究的主要目的和内容

1.4.1 研究目的

1.4.2 研究内容

第二章 600MPa钢筋机械锚固试验设计

2.1 材料性能试验

2.1.1 混凝土

2.1.2 钢筋

2.2 试验设计与构件制作

2.2.1 试验设计

2.2.2 构件制作

2.3 试验方法

2.3.1 试验设备

2.3.2 加载制度

2.3.3 试验步骤

2.4 量测内容

第三章 600MPa钢筋机械锚固试验结果分析

3.1 试验现象

3.1.1 荷载-滑移曲线

3.1.2 试件的破坏形态

3.2 试验结果分析

3.2.1 试验结果

3.2.2 锚固性能主要影响因素

3.3 锚固强度公式

3.4 本章小结

第四章 600MPa钢筋机械锚固受力机理及粘结-滑移关系

4.1 受力机理

4.2 特征值统计

4.2.1 特征点及特征值

4.2.2 试验结果

4.2.3 特征强度与特征滑移统计

4.3 粘结-滑移关系曲线

4.3.1 粘结-滑移关系曲线推导及分析

4.3.2 粘结-滑移关系曲线基本模式

4.4 本章小结

第五章 600MPa钢筋的锚固可靠度分析及设计建议

5.1 锚固极限状态

5.1.1 锚固失效状态

5.1.2 极限状态方程

5.1.3 临界锚固长度计算

5.2 统计参数

1. 600MPa钢筋屈服强度f y

2. 混凝土的抗拉强度f t

3. 构件几何尺寸的统计参数

4. 计算模式的准确性系数

5.3 可靠指标

5.3.1 可靠指标概念

5.3.2 可靠指标的确定

5.4 可靠度分析

5.4.1 基本原理

5.4.2 计算步骤

5.5 锚固长度计算

5.6 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

攻读学位期间所取得的相关科研成果

致谢