活性粉末混凝土中带肋钢筋搭接性能试验研究

为明确活性粉末混凝土RPC(reactive powder concrete)中带肋钢筋搭接连接的受力性能,合理确定RPC中纵筋的搭接长度,以纵筋搭接长度、RPC强度、搭接钢筋净距和配箍率为试验参数,对39个RPC中的钢筋搭接连接试件进行对拉试验,获得各试验参数对RPC中带肋钢筋搭接连接性能的影响规律。结果表明:对拉荷载作用下,RPC中带肋钢筋搭接连接分别出现钢筋拔出和拉断两种破坏模式,对于保护层厚度小于2倍钢筋直径的拔出破坏试件,一般还伴随外围RPC劈裂裂缝的出现;对于拔出破坏试件,搭接区域的搭接强度随搭接长度增大而略有减小、随RPC强度和配箍率的增加而增大;相较于搭接长度为100mm的试件,搭接长度为150mm试件的搭接强度约减小5%;强度等级为100MPa、120MPa和150MPa的RPC与直径为20mm带肋钢筋间的搭接强度分别约为17.5MPa、19.5MPa和21.1MPa;相较于未配箍筋试件,配箍率为0.34%和0.75%试件的搭接强度分别提高7.8%和13.1%;相较于钢筋净距为20mm试件,净距为0和40mm试件的搭接强度分别约减小5%和8%,但净距40mm试件搭接强度的降低主要是由于试件RPC保护层厚度过小,使得钢筋外围RPC产生劈裂所致。根据试验结果,建立搭接区域钢筋表面搭接强度及临界搭接长度的计算公式,并以该文及其他研究者的试验结果验证了所提公式的适用性,据此可确定带肋钢筋在RPC中的临界搭接长度。

套筒灌浆搭接接头拉伸试验及受力机理分析

为研究钢筋套筒灌浆搭接接头的受力机理,进行了36个该接头拉伸试验,考察了其破坏形态、承载力、延性、套筒纵向及环向应变等。试验结果表明,当相对搭接长度相同时,试件的屈服、极限荷载随钢筋直径增大而提高;搭接长度越长,试件初始刚度、延性越好;加载前期套筒为纵向受拉、加载后期套筒纵向受压;随着搭接长度的增大,套筒纵向由拉变压的转换荷载逐渐增大;加载过程中近钢筋侧套筒纵向拉应变随着搭接长度增大而增大,极限荷载时远钢筋侧套筒纵向压应变随着搭接长度增大而变小;加载前期,套筒中部环向应变值大于边缘截面环向应变值;极限荷载时,由于端部灌浆料脱落,套筒边缘截面环向应变值小于中部截面环向应变值;细观分析了搭接接头的传力路径、力学机理,基于钢筋-混凝土黏结应力分布曲线,分析套筒纵向应力分布及发展过程,得出套筒加载前期为纵向受拉、加载后期为纵向受压,与试验结果吻合;基于试验数据,拟合出了接头极限黏结强度公式,提出套筒临界搭接长度公式。研究成果可为接头应用奠定理论基础。

套筒截面尺寸对套筒灌浆搭接接头拉伸性能影响试验

为研究套筒截面尺寸对套筒灌浆搭接接头受力性能的影响,进行了39个套筒厚度、内径不同试件的单向拉伸试验,研究了其破坏形态、极限承载力、延性、钢筋和套筒应变等性能.结果表明:试件的破坏形式有钢筋拉断破坏和钢筋拔出破坏;由于加载偏心影响,试件的有效搭接长度约为设计搭接长度的81%;套筒内径相同时,在一定厚度范围内,随壁厚增加,套筒约束增强,试件承载力增大;套筒壁厚相同时,壁厚较小(1.5 mm)时,约束较弱,内径(类似保护层厚度)越大,试件承载力越大,壁厚大于等于2.0 mm时,约束增强,试件发生拉断破坏,内径的增加对承载能力影响小;在弹性阶段,套筒壁厚比套筒内径对钢筋-灌浆料黏结力的影响更明显;套筒中部截面的纵向应变在加载前期为拉应变,随荷载增大逐渐向压应变转化;套筒中部截面的环向应变在加载前期为压应变,随荷载增大逐渐转变为拉应变.提出的接头极限黏结应力和钢筋临界搭接长度计算公式,适用性较好,可供实际工程参考.

珊瑚海砂海水混凝土中CFRP-钢复合筋搭接性能

为研究珊瑚海砂海水混凝土(CSSC)中碳纤维增强复合材料(CFRP)-钢复合筋(简称“复合筋”)搭接连接受力性能,合理确定CSSC中复合筋的搭接长度,以复合筋直径、搭接长度、保护层厚度、混凝土强度、搭接净距、配箍率、混凝土及筋材种类为试验参数,对27组共81个搭接连接试件进行了对拉试验,获得了各试验参数对CSSC中复合筋搭接连接性能的影响规律。结果表明:当搭接长度小于17倍复合筋直径(d_(c))时,试件发生拔出-劈裂破坏,反之则发生拉断破坏。发生拔出-劈裂破坏时,复合筋表面出现严重的剪切损伤;当搭接长度小于14dc时,试件的搭接强度约为7.2 MPa,当搭接长度大于14d_(c)时,试件的搭接强度随搭接长度的增大逐渐减小;保护层厚度大于4d_(c)或CSSC轴心抗压强度大于30 MPa后,试件搭接强度的变化基本上可以忽略;增大配箍率,搭接强度逐渐增大,且劈裂裂缝的宽度显著减小;与钢筋试件相比,复合筋试件搭接强度的降幅超过25%。基于试验结果,建立了CSSC中复合筋搭接强度及搭接长度计算公式,计算结果与试验结果相符,并参考《混凝土结构设计规范》简化了搭接长度的计算公式。

纵肋叠合剪力墙边缘构件钢筋搭接连接性能试验研究

为研究纵肋叠合剪力墙结构体系中叠合边缘构件纵向钢筋搭接传力性能,考虑钢筋端部锚固构造、后浇混凝土强度、箍筋间距等参数,设计并制作了23组共46个钢筋搭接连接的边缘构件试件并对其进行轴拉试验,得到了搭接连接破坏模式和传力机制,给出了临界搭接长度计算方法,并研究了各参数对纵筋搭接传力性能的影响。结果表明:叠合边缘构件纵筋可以采用直锚搭接,建议采用环锚搭接,可缩短搭接长度约20%,环锚搭接加强措施可进一步缩短搭接长度约20%;钢筋直锚搭接通过新旧混凝土结合面受剪传力,应严格控制新旧混凝土结合面质量;钢筋环锚搭接通过核心混凝土承压传力,受新旧混凝土结合面质量影响较小;提高混凝土强度和加密箍筋有利于搭接传力。提出的纵筋临界搭接长度计算方法可用于纵肋叠合剪力墙边缘构件的纵向钢筋,具有较好的安全储备。

纵肋叠合剪力墙竖向分布钢筋搭接性能试验研究

为研究纵肋叠合剪力墙结构体系中竖向分布钢筋搭接传力性能,对10组20个试件进行搭接钢筋拉拔试验。通过试验现象,总结了搭接破坏模式,研究了钢筋端部锚固构造、后浇混凝土强度等对钢筋搭接传力性能的影响。结果表明:直锚搭接、弯锚搭接均可在竖向分布钢筋中应用;钢筋搭接通过新旧混凝土结合面受剪传力,应严格控制新旧混凝土结合面质量;提高混凝土强度有利于搭接传力。