钢筋螺旋肋灌浆套筒连接性能试验分析

传统灌浆套筒制造过程繁琐、原材料成本高且灌浆质量难以保证,限制了中国预制装配式建筑的推广。为促进建筑行业的经济、环保和高效发展,本课题组研发了一种新型钢筋灌浆套筒连接技术,采用了“滚压螺旋肋灌浆套筒”和“类宾汉流体灌浆料”,钢筋与灌浆料、灌浆料与套筒之间形成了更加紧密的机械锁合,显著提高了构件连接后的承载力。该技术具有成本低廉、施工简便、灌浆质量易于保证等优点。为了探究该连接体系下钢筋的最小锚固长度及钢筋对中对接与偏置对接在连接性能上的差异,通过对34个接头试件进行单向拉伸试验,分析了试件的破坏模式及各项结构性能指标。研究结果表明:钢筋在套筒内部偏置对接与对中对接在连接性能上差别不大;滚压套筒内的内凸肋显著增强了对灌浆料滑移的阻抗作用,可提供足够的黏结锚固以达到连接性能要求。初步结果显示,在该连接方式下钢筋的最小锚固长度可采用10倍钢筋直径,并采用偏置对接方式。

基于黏聚力模型的螺纹钢锚杆拉拔数值模拟

为研究螺纹钢锚杆锚固结构变形破坏机理,采用ABAQUS软件建立锚固结构轴对称数值模型,基于黏聚力模型,开展数值试验,获得锚固结构拉拔过程中锚杆变形、荷载以及锚固体位移场分布演化规律。试验结果表明:在相同的拉拔位移下,小肋间距锚杆也能够承受更高的拉拔荷载,表明小肋间距锚杆对巷道围岩变形的承载能力更强;在锚杆拉拔过程中,随着拉拔位移的增加,岩体破坏和离层区域呈倒碗形向岩体深部扩散,当拉拔位移增加至9.06 mm后,岩体锚固段末端处位移增速加大,岩体的最大位移为4.79 mm,出现在锚固段端口处,最终导致锚固段基体破坏;锚杆轴力与锚杆肋间距呈负相关,锚杆的轴力随着肋间距的减小而增加。

玻璃纤维增强复合材料筋肋参数优化试验研究

利用拉拔试验对玻璃纤维增强复合材料(GFRP)带肋筋与混凝土的粘结性能进行试验研究,并对筋的肋参数进行优化。自行设计了30种不同肋参数的GFRP带肋筋,试验变量包括筋直径、肋高度和肋间距。在此基础上,制作了90个标准拉拔试件,分别测试了GFRP带肋筋的粘结强度和加载端滑移,得到了相应的粘结-滑移曲线;根据肋参数的优化准则对各种GFRP带肋筋的粘结-滑移曲线进行分析,确定GFRP带肋筋的最佳肋参数。试验结果表明:肋参数对GFRP带肋筋与混凝土的粘结性能影响显著;GFRP带肋筋的最佳肋间距为筋直径的1倍,最佳肋高度为筋直径的6%,即最佳肋高度与最佳肋间距的比值为0.06。

横肋对称与横肋非对称钢筋粘结锚固性能的试验研究

对横肋对称和非对称钢筋粘结锚固试件进行拉拔试验,研究了横肋对称和非对称钢筋的粘结锚固性能。研究表明,混凝土强度以及锚固长度对于横肋对称与非对称钢筋的粘结锚固强度的影响基本相同。横肋对称和非对称钢筋的粘结锚固强度基本相同,粘结锚固应力-滑移曲线(-τ--s)并无明显差异。

不同外形GFRP变形筋的粘结性能试验比较

GFRP变形筋的外形是影响GFRP筋与混凝土粘结性能的重要因素。本文利用拔出试验研究8种不同外形的GFRP变形筋与混凝土之间的粘结性能,比较了不同外形的GFRP变形筋的粘结强度。试验结果表明,GFRP变形筋的粘结强度较高,最佳肋间距不应超过直径的2.5倍,肋高度应不小于直径的3%。

GFRP带肋筋粘结性能试验研究

利用拉拔试验,研究玻璃纤维增强塑料(GFRP)带肋筋与混凝土的粘结性能,确定GFRP带肋筋的最佳外形,构建GFRP带肋筋与混凝土的粘结滑移本构关系模型。试验变量包括筋直径、肋间距和肋高度。试验结果表明:GFRP带肋筋与混凝土的粘结强度显著提高;粘结强度随GFRP带肋筋直径的增大而降低;试件的破坏形式为GFRP带肋筋肋间混凝土的剪切破坏,以及肋表面的轻微磨损;不同的肋参数,如肋间距、肋高度等,对GFRP带肋筋与混凝土的粘结性能影响显著。通过对试验数据的分析可得,机械咬合力是GFRP带肋筋与混凝土的粘结强度的主要组成部分;剪切滞后现象反映了直径对GFRP筋粘结性能的影响;楔块效应反映了肋参数对GFRP筋粘结性能的影响;GFRP带肋筋的最佳肋间距为筋直径的1倍,最佳肋高度为筋直径的6%,此结果可为GFRP带肋筋的规模化生产及工程应用提供理论依据;新构建的粘结滑移本构关系模型能较好地反映GFRP带肋筋的受力全过程。

不同肋间距锚杆锚固性能实验室试验研究

为确定右旋螺纹钢锚杆肋间距与锚固性能的关系,对锚固于壁厚5.5和7.0 mm刚性套筒的肋间距分别为12,24,36,48 mm锚杆锚固试件进行拉拔试验,测定和计算拉拔力、剪胀位移量、耗能值、套筒周向应变等。试验结果显示,拉拔力、剪胀位移量、耗能值随肋间距的增加呈近似线性增长趋势;壁厚5.5和7.0 mm套筒拉拔试验中,肋间距48 mm试件相较肋间距12 mm试件的拉拔力分别增加了27.4%,50.43%,剪胀位移量分别提高了379.18%和813.55%,耗能值相比提高了52.06%和124.32%。周向应变量随肋间距增加呈现先增加后减小,其最大值出现在肋间距36 mm,与肋间距12 mm相比分别增加95.14%和112.84%。分析表明随着杆体肋间距的增加,嵌入锚固杆体相邻肋间距内的树脂长度增加,树脂的受剪面积增大,因而抗剪力、拉拔力在增加;树脂破坏后体积膨胀以及轴力在径向的分力增加,使得套筒周向产生应变,直接引起树脂剪胀破坏后的位移量增加。肋间距的增加可以提高锚固性能,肋间距为48 mm时右旋螺纹钢锚杆的锚固性能最好。

GFRP变形筋粘结性能试验研究

基于CSA标准，利用30个拉拔试件研究了8种不同表面形式的GFRP变形筋与混凝土之间的粘结性能，比较了不同表面形式GFRP变形筋的粘结强度，并确定了GFRP变形筋的最优表面形式．试验结果表明：（1）试件的破坏形式为肋的剪切破坏和肋的脱落，混凝土并没有发生破坏；（2）GFRP变形筋的粘结强度较高，粘结强度为7．01～12．25MPa（3）最佳肋间距不应超过直径的2．5倍，肋高度应不小于直径的3％．

表层内嵌桁架螺旋肋筋加固混凝土梁抗弯试验研究

按正常配筋浇筑了18根钢筋混凝土梁,根据螺旋肋筋与钢筋连接方式的不同,在混凝土梁受拉区混凝土保护层内开槽,在槽内嵌入螺旋肋筋或螺旋肋筋与钢筋组成的桁架,用专用树脂对槽道进行充填,待树脂固化完成后,对梁进行弯曲试验。试验研究表明:内嵌螺旋肋筋及其与钢筋组合桁架加固后的混凝土梁,其极限承载能力、刚度及抗裂性能均有明显改善。随着嵌入加固量的增加,加固梁的极限承载能力得到明显提升,钢筋与螺旋肋筋的焊接点是薄弱环节,导致加固梁出现脆性破坏特征;与对比梁相比,内嵌1根螺旋肋筋加固的混凝土梁极限承载能力提高了35.1%和42.2%;内嵌2根螺旋肋筋加固的混凝土梁极限承载能力提高了73.3%和77.8%。

复合内嵌筋材加固混凝土梁破坏模式分析

对螺旋肋钢筋施加预应力,将其与碳纤维筋组合后,以不同的方式嵌入到混凝土梁受拉区混凝土保护层中,对混凝土梁进行加固,能显著提高混凝土梁的承载能力。在对承载能力试验结果做简单阐述的前提下,针对加固梁中多材料、多界面存在的客观现实,全面系统地分析了加固梁可能存在的破坏模式,且与试验梁的破坏模式进行对比,对不同加固方式加固的试验梁的破坏模式及破坏机理进行了分析。分析表明,多界面的存在严重影响了加固梁的承载力;不同的破坏界面,应对加固材料断面总内力采取不同的取值,在试验中应特别注意破坏界面的判别,否则计算结果会产生很大误差。

复合内嵌碳纤维筋和预应力螺旋肋钢筋加固混凝土梁试验

对高强度的螺旋肋钢筋施加预应力,将螺旋肋钢筋和非预应力的碳纤维筋用不同的组合方式嵌入混凝土梁受拉区混凝土保护层中进行弯曲试验。结果表明：内嵌2根螺旋肋钢筋和1根碳纤维筋（BF1P2梁）或内嵌1根螺旋肋钢筋和2根碳纤维筋（BF2P1梁）,且对螺旋肋钢筋施加的预应力水平分别为其极限强度的30%,45%和60%,加固混凝土梁的极限承载能力、刚度及抗裂性能均有显著改善。与对比梁相比,BF1P2梁的开裂荷载提高了86.70%~133.33%,屈服荷载提高了32.25%~72.04%,极限荷载提高了72.73%~90.00%;BF2P1梁的开裂荷载、屈服荷载和极限荷载则分别提高了50.00%~133.33%,50.54%~136.56%和72.20%~173.60%;BF2P1梁的加固效果优于BF1P2梁,且对螺旋肋钢筋施加预应力的水平为45%时,混凝土梁的加固效果最佳。

复合内嵌碳纤维筋预应力螺旋肋钢筋加固混凝土梁承载力分析

用碳纤维筋和预应力螺旋肋钢筋共同嵌入到混凝土梁受拉区保护层中对混凝土梁进行加固,能更有效地改善混凝土梁的受力性能。为更有效地分析复合内嵌碳纤维筋预应力螺旋肋钢筋加固混凝土梁的破坏形态、极限状态及正截面承载力,通过对预应力状态下梁各阶段受力情况分析、承载力计算及界限状态的判别,提出了加固混凝土梁对应不同破坏形态下承载力的计算公式。为验证所得分析结论的合理性和可靠性及计算公式的准确性,对7根碳纤维筋预应力螺旋肋钢筋加固的混凝土梁进行弯曲试验,结果表明,被加固梁的破坏形态、极限状态分析是合理的,所提出的计算公式能准确计算加固梁抗弯承载能力。

冷轧带肋钢筋用钢及其盘条的研制与开发

介绍了天钢集团采取转炉—连铸—高线生产工艺流程,研制开发出冷加工性能优良的冷轧带肋钢筋用钢及其高线盘条,其综合性能指标优于国家标准,以此为原料生产的冷轧带肋钢筋力学性能特别是冷弯和延伸率稳定可靠,属于国内领先水平。

八渡南盘江特大桥设计特色

从总体设计的角度，阐述了南昆铁路八渡南盘江特大桥主跨上部结构的五大特色，论述了其在理论和实践上的重要意义。

HRB400热轧带肋钢筋伸长率不合格的原因分析

通过化学成分分析,金相、力学性能检验,断口宏观形貌检查,扫描电镜等手段,分析了某批准8 mm规格HRB400热轧带肋钢筋伸长率不合格的原因。结果表明:不合格试样的断裂源分别位于钢筋的横肋和纵肋,伸长率不合格是心部严重的组织偏析引起的。

天钢带肋钢筋四切分轧制工艺开发

介绍了天钢棒材厂带肋钢筋四切分轧制工艺,通过孔型系统设计,轧制技术参数计算,导卫系统的选择,开发防扭转导卫,合理配置切分活套,完善中精轧机组配辊系统,改善冷床对齐设施,成功开发出适合天钢棒材线6-8-4工艺布局的四切分轧制工艺。Φ12mm螺纹钢相比较于三切分工艺,提高生产效率15%,经济效益显著;采用四切分轧制工艺成功开发了Φ10mm螺纹钢,扩大了天钢产品结构,实现了螺纹钢生产品种规格的系列化。

不同围岩条件下锚杆肋间距与锚固力优化研究

为研究不同围岩条件下锚杆肋间距与锚固性能的关系,基于厚壁理论,对肋间距分别为12、24、36、48 mm的左旋螺纹钢锚杆锚固试件在套筒壁厚4.5 mm和6.0 mm条件下进行拉拔试验,通过测试拉拔力、拉拔力大于100 kN的位移量、套筒周向应变、耗能值等参数,探讨了不同围岩条件下锚杆肋间距与锚固性能的关系。试验结果表明:在不同的套筒中,即不同围岩条件下,随着肋间距的增加,锚杆拉拔力大于100 kN的位移量、套筒周向应变、拉拔耗能值相应增大;肋间距为24 mm时,锚杆拉拔力最大,相同肋间距的锚杆在围岩强度较大的条件下拉拔力较大;壁厚为4.5 mm的套筒周向应变均大于壁厚为6.0 mm的套筒,即不同围岩条件对锚杆控制其变形能力有重要影响;在不同围岩条件下,增大肋间距均可以提高锚杆的锚固性能。

右旋螺纹钢锚杆横肋间距锚固优化数值模拟研究

为了研究右旋螺纹钢锚杆不同横肋间距对其锚固性能的影响,通过ANSYS有限元数值模拟软件分析了在简支约束条件下60、100kN载荷下横肋间距为12、24、36、48和60mm的右旋锚杆锚固试件的受力状态。模拟结果显示:2种载荷下,锚杆杆体表面最大应力在横肋间距12、24、36、48mm时增长较为显著,与横肋间距48mm相比,横肋间距为60mm时最大应力无明显增长;杆体横肋对应的树脂圈凹槽处易形成应力集中区域,且在横肋间距为48mm时应力峰值达到最大;试件套筒外壁应变随着横肋间距增加先增大而后减小,在横肋间距为48mm时达到最大。分析表明,在树脂与套筒内壁和杆体锚固段锚固密实情况下,横肋间距为48mm时试件的锚固性能最优。

预制叠合板不出筋技术研究与应用

带桁架钢筋的预制叠合板采用底筋外伸,在设计上可实现直接搭接传力,但在工厂生产和现场装配施工时存在较多弊端,直接导致带有外伸钢筋的叠合板生产和装配效率低。取消叠合板外伸底筋、采用四面不出筋的预制叠合板是实现装配式混凝土结构设计标准化、生产自动化、流水作业机械化的关键所在,同时也是提高装配式结构施工现场高效建造的重要途径。以工程案例中不出筋叠合板实际应用为基础,主要探讨叠合板不出筋的设计、生产、施工技术,在考虑工厂生产难度和施工现场装配难度下,实现对叠合板不出筋技术推广应用,提高生产和施工装配效率,同样也符合建筑产业现代化发展的需求。

20MnSi螺纹钢钢筋脆断原因分析

采用化学成分分析及金相检验跟踪试验方法对20MnSi螺纹钢钢筋脆断的成因进行研究。结果表明,20MnSi螺纹钢钢筋脆断的主要原因是钢材成分严重不均匀和金相组织不均匀甚至异常,以及局部增碳严重和冷却不当。提出了减少螺纹钢钢筋脆断的主要措施,为螺纹钢生产工艺优化提供了依据。