变形钢筋与后掺骨料混凝土粘结性能试验研究

摘要

泵送混凝土具有机动性强、效率高等优点，且泵送混凝土在搅拌站拌制完，通过运输车送到施工现场，减少了噪声和环境污染，已被普遍应用于土木工程中。然而工程实践中，尤其高层建筑施工中，泵送混凝土结构会出现早期开裂现象，其中楼板的裂缝问题最严重，现已成为工程中的质量通病。 后掺骨料混凝土是在基准混凝土中掺加一定体积分数的粗骨料。利用后掺骨料可增大混凝土的粗骨料用量，构成“粗骨料嵌锁型混凝土”，从而具有较好的早期抗裂性。 为了研究变形钢筋与后掺骨料混凝土间的粘结性能，本文通过拉拔试验分析变形钢筋与后掺骨料混凝土的曲线特点、粘结破坏机理和破坏形态，探讨了后掺比例、锚固长度、保护层厚度、钢筋直径以及配箍率等参数对后掺骨料混凝土的粘结性能影响，并建立粘结锚固的极限强度公式；通过梁式试验，探讨后掺比例和锚固长度参数对后掺骨料混凝土粘结性能的影响，对比拉拔试验，给出更符合实际工程的极限强度公式；采用钢筋表面贴片的方法，得到后掺骨料混凝土的锚固长度内不同位置的粘结应力及相对滑移的分布规律，进而得到τ-s关系随锚固长度的规律，以及反映该规律的位置函数，给出考虑锚固位置影响的粘结本构关系；基于试验得到的粘结强度的统计公式，结合可靠度分析，给出钢筋在后掺骨料混凝土的锚固长度，为实际工程提供建议。结果表明，后掺骨料混凝土的粘结强度得到提升，并且后掺比例为20%时达到最大值；其粘结滑移曲线与普通混凝土类似，都经历了微滑移阶段、滑移阶段、拔出阶段、下降阶段和残余阶段；其粘结破坏形式主要为劈裂破坏，有箍筋横向约束时为剪切破坏；相较拉拔试验，梁式试验得到的钢筋与后掺骨料混凝土间的粘结强度较小。

目录

声明

1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.1.1 混凝土早期开裂

1.1.2 混凝土早期开裂的改善

1.1.3 后掺骨料混凝土的研究意义

1.2 研究现状

1.2.1 粗骨料嵌锁型混凝土研究现状

1.2.2 后掺骨料混凝土研究现状

1.2.3 粘结滑移研究现状

1.3 本文主要工作

2 钢筋与后掺骨料混凝土粘结性能试验研究

2.1 引言

2.2 试验材料及基本力学性能

2.2.1 试验材料

2.2.2 配合比设计

2.2.3 后掺骨料混凝土抗压强度

2.2.4 后掺骨料混凝土劈拉强度

2.3 拉拔试验

2.3.1 试件设计

2.3.2 加载量测方案

2.3.3 试验结果及分析

2.3.4 锚固条件对粘结强度的影响

2.3.5 粘结强度统计回归

2.4 梁式试验

2.4.1 试件设计

2.4.2 测试方法

2.4.3 粘结应力分析

2.4.4 试验现象

2.4.5 粘结强度统计回归修正

2.5 本章小结

3 钢筋与后掺骨料混凝土间粘结滑移本构关系研究

3.1 引言

3.2 试验研究

3.2.1 试件设计

3.2.2 测试方法

3.3 试验结果分析

3.3.1 钢筋应变随锚固长度变化

3.3.2 粘结应力随锚固长度变化

3.3.3 相对滑移随锚固长度变化

3.4 钢筋与后掺骨料混凝土间粘结滑移本构关系

3.4.1 粘结滑移曲线随锚固长度变化

3.4.2 位置函数

3.4.3 粘结滑移本构关系

3.5 本章小结

4后掺骨料混凝土锚固可靠度及设计建议

4.1 引言

4.2 锚固极限状态方程

4.3 粘结锚固的可靠指标

4.4 变量统计资料

1.钢筋屈服强度

2.混凝土抗拉强度

3.几何尺寸

4.计算模式准确性

4.5 锚固长度可靠度分析

4.5.1 作用效应S统计参数及分布

4.5.2 抗力R统计参数及分布

4.5.3 锚固长度计算

4.6 锚固长度设计建议

4.7 本章小结

结论

参考文献

附录A 试验结果列表

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢

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