超高性能混凝土中钢筋搭接连接性能试验研究

作     者：黄柏蓉 

作者单位：中南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：龚永智;杨智

授予年度：2022年

学科分类：08[工学] 081402[工学-结构工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

主      题：超高性能混凝土 搭接连接性能 粘结滑移本构模型 有限元模拟 

摘      要：装配式混凝土结构中,钢筋连接的可靠性极为重要。然而现有的连接技术还存在许多不足。超高性能混凝土(简称UHPC)是一种具有优良性能的混凝土材料,可以极大的提高结构的抗裂性和耐久性。现有研究表明UHPC可以降低钢筋粘结长度。目前对钢筋搭接连接性能的研究主要集中在普通混凝土中,对UHPC中钢筋搭接连接性能的研究较少。基于此,本文对UHPC中钢筋搭接连接性能进行了研究,主要内容如下:(1)对26组UHPC中钢筋搭连接接试件开展了单调加载和单向重复加载试验,研究了不同参数对UHPC中钢筋搭接连接性能影响规律。试验结果表明:在单调拉拔荷载和单向重复荷载下,搭接连接试件的破坏形式主要包括钢筋拔出、UHPC劈裂与钢筋拔出共同发生以及搭接试件完全劈开且钢筋拔出。随着搭接长度和钢筋直径的增加,钢筋与UHPC之间的搭接强度随之降低,而保护层厚度的增加则会提高搭接试件的搭接强度。(2)对3组UHPC钢筋锚固试件开展单向重复加载试验。分析钢筋锚固试件与搭接连接试件粘结性能的区别。研究结果表明,在搭接长度为100mm时,钢筋锚固试件的粘结强度是搭接连接试件的1.31倍。(3)分析各组搭接连接试件的试验数据,拟合得到搭接连接试件的搭接强度计算公式,并推导出临界搭接长度的计算模型。分析结果表明:R120UHPC中钢筋直径为20mm,保护层厚度为45mm的搭接连接试件,在单调加载下临界屈服搭接长度为4.8d,临界极限搭接长度为7.3d,在单向重复荷载加载下的临界屈服搭接长度为5.7d,临界极限搭接长度为8.7d。(4)提出搭接连接试件粘结滑移本构的三折线本构模型。模型综合考虑了搭接长度、保护层厚度、钢筋直径等因素的影响;采用ABAQUS有限元软件验证粘结滑移本构模型的准确性,并对搭接连接试件进行参数化分析。本文图64幅,表35个,参考文献83篇。