约束浆锚搭接连接高温性能试验研究

摘要

预制装配式的建筑结构形式凭借自身建造高效、便捷、节能、环保等优点，在我国得到快速发展与大力推广。预制装配式结构的安全性与整体性依靠构件之间的可靠连接来保证，约束浆锚搭接连接是关键的钢筋连接技术之一。现今，针对约束浆锚搭接连接的力学性能研究多集中于常温环境下，在高温下的试验研究并未见相关报道。
　　本文对约束浆锚搭接连接开展在高温下力学性能的试验研究，分析了试件在高温下单向受拉的极限承载力、锚固性能、破坏模式等方面。在此基础上，考虑各部件之间相互作用，利用有限元软件ABAQUS对试件在高温下的单向受拉进行模拟，获得不同温度及试件钢筋尺寸对约束浆锚搭接连接的力学性能的影响规律。开展的具体工作如下:
　　(1)对1.0倍基本锚固长度的约束浆锚搭接连接小直径试件(D=12mm，D=14mm)，在包括常温在内的200℃、300℃、400℃、500℃、600℃共计6个温度下，开展了单向拉伸的高温试验研究。每组设有3个平行试件，总计36个试件。
　　(2)通过试验，了解试件的破坏现象、破坏模式，获取试件的荷载-位移曲线。在一手数据基础上，进一步分析了搭接连接试件在高温下的极限承载力、锚固性能、弹性段粘结强度等。
　　(3)结合各温度下试件的破坏现象及模式，获得结论:最终试件大都以钢筋被拉断而破坏;中低温度对试件的极限承载力削弱程度较小，高温使试件承载能力大幅下降（最低可下降至常温时的40％）;相同温度环境下，钢筋直径尺寸对试件的破坏模式影响趋于一致。
　　(4)采用ABAQUS有限元分析软件对约束浆锚搭接连接试件在高温下的单向受拉进行模拟，粘结作用采用非线性弹簧来实现。经比对，模拟结果与试验结果吻合度较好，可为进一步分析高温连接性能提供借鉴。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状及发展动态

1．2．1 国内外装配式混凝土建筑发展及应用现状

1．2．2 国内外钢筋粘结锚固研究现状

1．2．3 约束浆锚搭接连接研究现状

1．3 本文的主要研究内容

1．4 本章小结

第二章 试件设计及试验方案

2．1 引言

2．2 试验设计

2．3 试验材料

2．3．1 混凝土

2．3．2 高强灌浆料

2．3．3 钢筋

2．4 试件制作及养护

2．5 试验装置及设备

2．6 试验方案

2．6．1 加热制度

2．6．2 加载制度

2．6．3 量测内容

2．7 本章小结

第三章 试验现象

3．1 引言

3．2 D12约束浆锚搭接试件试验现象

3．3 D14约束浆锚搭接试件试验现象

3．4 试件表面颜色变化

3．5 试件破坏形式及分析

3．6 本章小结

第四章 试验结果分析

4．1 引言

4．2 试验结果

4．2．1 D12试件的试验结果

4．2．2 D14试件的试验结果

4．3 温度参数对试验结果的影响

4．3．1 温度参数对平均粘结强度的影响

4．3．2 温度参数对试件极限荷载的影响

4．4 钢筋直径对试验结果的影响

4．5 位移变化趋势

4．6 本章小结

第五章 有限元分析

5．1 引言

5．2 有限元模型分析的理论基础

5．2．1 有限元模型的选取

5．2．2 钢筋与混凝土、钢筋与灌浆料之间的粘结滑移作用模拟

5．3 有限元模型的建立

5．3．1 材料参数

5．3．2 升温模式

5．3．4 模型几何尺寸

5．3．5 网格的划分

5．3．6 接触与约束关系

5．4．1 荷载与位移关系

5．4．2 应力分布及变化情况

5．4．3 各温度点滑移量的计算结果

5．4．4 极限承载力的计算结果

5．5 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

作者简介