页岩陶粒混凝土预留孔灌浆钢筋粘结滑移性能研究

摘要

目前我国大力发展的住宅主要结构形式是预制装配式混凝土结构，研究预制装配整体式混凝土结构的重点和关键技术在于节点及拼缝的连接，而节点和拼缝主要通过连接界面的粘结、后浇混凝土或灌浆与混凝土之间的粘结和连接筋来实现力的传递，节点及拼缝的受力性能将决定结构的整体性能，研究预制装配式结构节点和拼缝的粘结性能意义重大。
　　页岩陶粒混凝土作为新型建筑材料，具有质量轻、保温隔热性能好等优点，在混凝土现浇结构体系中，页岩陶粒混凝土得到了较为广泛的应用，但是在预制装配式结构体系中的应用国内尚不多见，通过页岩陶粒混凝土材料性能提升、预制构件节点连接设计及优化、装配式混凝土结构体系抗震性能评价及结构分析方法研究，达到该装配式轻质混凝土结构体系受力合理、安全可靠的设计目标及技术要求，研究预制装配整体式页岩陶粒混凝土结构体系的相关技术创新和产品开发意义重大。本文主要针对页岩陶粒混凝土应用于预制装配整体式混凝土结构体系预留孔灌浆钢筋的粘结性能进行了试验研究和理论分析，所完成的主要研究工作如下：
　　（1）考虑钢筋直径、螺旋箍筋配箍率和页岩陶粒混凝土强度对对页岩陶粒混凝土预留孔灌浆钢筋的影响，制作了12个页岩陶粒混凝土梁式试件和2个现浇混凝土梁式对比试件，参考RILEM-CEB-FIP建议的梁式试验方法完成了页岩陶粒混凝土预留孔灌浆钢筋的粘结性能试验。
　　（2）梁式试验通过在粘结测试钢筋上等间距布置应变片的方法来获取粘结区段的钢筋应变，运用MATLAB软件编制计算程序得到了粘结应力沿锚固长度方向的分布曲线，该曲线结果表明页岩陶粒混凝土预留孔灌浆钢筋梁式试件粘结应力沿锚固长度的分布曲线形态呈“双峰形”或“凹形”。
　　（3）为了在极限粘结强度表达式的系数中反映钢筋直径、螺旋箍筋配箍率、页岩陶粒混凝土强度的影响，利用最小二乘法对试验实测数据进行拟合得到页岩陶粒混凝土预留孔灌浆钢筋极限粘结强度的经验公式，由实测结果和公式预测结果的比较表明两者吻合较好，可作为工程设计的一个参考。
　　（4）采用连续曲线的方法将各级荷载作用下相应的粘结应力τ和滑移值s用最小二乘法拟合出一条最佳曲线，建立了适于页岩陶粒混凝土预留孔灌浆钢筋的粘结-滑移本构关系模型。
　　本文通过理论分析获得的极限粘结强度经验公式和粘结-滑移本构关系模型形式简单，便于为结构设计中粘结性能的数值模拟、精细有限元模型的建立等相关问题提供理论依据和设计参考。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究目的及意义

1.3 预制装配式混凝土结构体系的节点及拼缝连接形式

1.4 页岩陶粒混凝土国内外研究与应用现状

1.5 本文的研究内容

第2章 钢筋与混凝土的粘结作用

2.1 粘结-滑移本构关系的研究现状

2.2 钢筋与混凝土之间的粘结作用

2.3 粘结应力的计算方法

2.4 粘结-滑移（τ-s）关系

2.5 极限粘结强度的计算

2.6 基本锚固长度的确定

2.7 本章小结

第3章 预留孔灌浆钢筋粘结试验方案

3.1 引言

3.2 预留孔灌浆钢筋的连接形式

3.3 试验材料及其力学性能

3.4 试件设计

3.5 试件的制作

3.6 试验装置及加载方案

3.7 本章小结

第4章 预留孔灌浆钢筋粘结试验分析和比较

4.1 试验过程分析

4.2 粘结应力沿锚固长度方向的分布曲线

4.3 钢筋应力沿锚固长度方向的分布曲线

4.4 各组试件的粘结-滑移（τ-s）关系的比较

4.5 极限粘结强度

4.6 极限粘结强度经验公式

4.7 粘结滑移本构关系的建立

4.8 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间参与的科研项目