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考虑混凝土软化效应的钢筋与混凝土粘结强度计算模型

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工程力学 2022年第9期39卷 234-241,256页

作者：兰官奇王毅红刘乐刘喜宋梅梅西安石油大学机械工程学院陕西西安710065 长安大学建筑工程学院陕西西安710061 中联西北工程设计研究院有限公司陕西西安710077

通过钢筋与混凝土拉式粘结试验,测试了高强度带肋钢筋与不同强度等级混凝土的粘结强度,分析了带肋钢筋与混凝土的粘结受力机理;采用双线性软化本构对开裂区的软化行为进行描述,建立了综合考虑开裂区及未开裂区混凝土影响的粘结强度理论... 详细信息

通过钢筋与混凝土拉式粘结试验,测试了高强度带肋钢筋与不同强度等级混凝土的粘结强度,分析了带肋钢筋与混凝土的粘结受力机理;采用双线性软化本构对开裂区的软化行为进行描述,建立了综合考虑开裂区及未开裂区混凝土影响的粘结强度理论计算模型;研究了开裂区不同径向位移分布对计算结果的影响,并将计算结果与试验结果进行对比,验证了计算模型的有效性。结果表明:模型采用基于等效弹性假设的开裂区径向位移分布时,计算值与试验值最为吻合,但却过高的估计了低强度混凝土试件的粘结强度;为确保有足够的安全储备,建议采用弹性假设作为开裂区混凝土径向位移分布。

关键词：钢筋混凝土粘结锚固破坏机理粘结强度力学模型计算方法

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带肋FRP筋与混凝土的粘结强度预测方法

土木与环境工程学报(中英文) 2022年

作者：董恒磊李东风蔡庆森王代玉深圳市龙岗区建筑工务署哈尔滨工业大学土木工程学院哈尔滨工业大学(深圳)理学院

目前有关带肋纤维增强复合材料(Fiber-Reinforced Polymer,FRP)筋黏结性能的研究还不足。收集黏结纤维肋FRP筋(简称黏结肋FRP筋)和机械刻槽肋FRP筋(简称刻槽肋FRP筋)的试验数据，探究各参数对黏结性能的影响。结果表明，两种带肋FRP筋... 详细信息

目前有关带肋纤维增强复合材料(Fiber-Reinforced Polymer,FRP)筋黏结性能的研究还不足。收集黏结纤维肋FRP筋(简称黏结肋FRP筋)和机械刻槽肋FRP筋(简称刻槽肋FRP筋)的试验数据，探究各参数对黏结性能的影响。结果表明，两种带肋FRP筋的宏观破坏模式都是拔出破坏，在细观上黏结肋FRP筋主要为FRP筋肋的剪切剥落，而混凝土损伤较轻微，大部分刻槽肋FRP筋表现为混凝土肋剪切破坏，二者的粘结强度随混凝土强度的增加而增大；增大保护层厚度可增强混凝土对FRP筋的约束效果，有助于提高黏结肋FRP筋的粘结强度，但对刻槽肋FRP筋几乎没有影响；增加相对肋高hrd和FRP筋肋宽比FR可提高黏结肋FRP筋的粘结强度；而刻槽肋FRP筋几乎不受hrd的影响，主要受混凝土肋宽比CR的影响，其粘结强度随CR的增加而增大；建立的黏结强度公式计算值与试验结果吻合较好，预测精度高于设计规范，主要原因在于该公式准确考虑了FRP筋肋成型工艺和几何特征对粘结强度的影响。

关键词：带肋FRP筋肋成型工艺肋几何特征黏结破坏模式粘结强度理论计算公式

严寒环境下磷酸镁水泥砂浆与混凝土的粘结强度及影响因素研究

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硅酸盐通报 2024年第6期43卷 2064-2072页

作者：侯铁军李想张晨琛贾兴文侯鹏坤青海交通职业技术学院西宁810003 重庆大学材料科学与工程学院重庆400045 济南大学材料科学与工程学院济南250022

在严寒环境下实施混凝土路面的快速修复,要求修复材料具有早期强度高且与混凝土粘结强度好的特点。磷酸镁水泥(MPC)早期强度高,采用MPC制备快速修复材料时有利于在无养护条件下实现冬季混凝土路面的快速修复。本文研究了在严寒环境下,... 详细信息

在严寒环境下实施混凝土路面的快速修复,要求修复材料具有早期强度高且与混凝土粘结强度好的特点。磷酸镁水泥(MPC)早期强度高,采用MPC制备快速修复材料时有利于在无养护条件下实现冬季混凝土路面的快速修复。本文研究了在严寒环境下,镁磷质量比(M/P)、硼镁质量比(B/M)和水胶比(W/C)对MPC砂浆与普通混凝土的粘结强度的影响,分析了MPC砂浆与混凝土的界面粘结强度发展规律与粘结机制。结果表明,在严寒环境下,当M/P为4~5、B/M为0.02~0.03、W/C为0.12~0.14时更有利于提高MPC砂浆与普通混凝土的粘结强度,3 h粘结强度可达2.5 MPa,能满足严寒环境下混凝土路面的快速修复要求。

关键词：磷酸镁水泥粘结强度严寒环境抗弯强度界面特征快速修复

基于统计分析的冻融循环作用下钢筋与混凝土粘结强度研究综述

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建筑结构 2023年第12期53卷 68-73页

作者：柴鑫商怀帅解宗龙青岛理工大学土木工程学院青岛266011 西部绿色建筑国家重点实验室西安710055 中建八局第一建设有限公司济南250014

粘结力的存在是钢筋与混凝土共同发挥作用的基础,而冻融循环作用会对二者的粘结强度产生影响。依据已有的冻融循环作用下钢筋与混凝土粘结强度试验数据,通过拟合公式分别分析了冻融循环次数、混凝土抗压强度、混凝土相对保护层厚度以及... 详细信息

粘结力的存在是钢筋与混凝土共同发挥作用的基础,而冻融循环作用会对二者的粘结强度产生影响。依据已有的冻融循环作用下钢筋与混凝土粘结强度试验数据,通过拟合公式分别分析了冻融循环次数、混凝土抗压强度、混凝土相对保护层厚度以及钢筋直径对粘结强度的影响。最后建立了一个统一的包括多种影响因素在内的粘结强度预测模型,并通过与实际试验数据相比较发现拟合程度较好。

关键词：冻融循环混凝土抗压强度相对保护层厚度钢筋直径粘结强度

CFRP筋粘结式锚固体系界面失效演化机制及粘结强度计算

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吉林大学学报（工学版） 2020年第5期50卷 1698-1708页

作者：陈华陈耀嘉谢斌王鹏凯邓朗妮广西科技大学土木建筑工程学院广西柳州545006 南宁学院土木与建筑工程学院南宁530200

为研究CFRP筋粘结式锚固体系的界面失效演化机制,以锚具内倾角和锚固长度为变化参数,完成了9组CFRP筋粘结式锚具组装件的静载试验。结合试件的失效模式、筋材的磨损程度和加载端粘结-滑移全过程曲线,对CFRP筋粘结式锚固体系界面失效演... 详细信息

为研究CFRP筋粘结式锚固体系的界面失效演化机制,以锚具内倾角和锚固长度为变化参数,完成了9组CFRP筋粘结式锚具组装件的静载试验。结合试件的失效模式、筋材的磨损程度和加载端粘结-滑移全过程曲线,对CFRP筋粘结式锚固体系界面失效演化机制展开详细分析,从能量角度探讨了粘结界面能量耗散情况。运用灰色关联理论分析了各影响因素对粘结强度的敏感程度,通过数学拟合给出了粘结强度回归公式,并与现有计算模型进行了比较。研究表明:对于CFRP筋粘结式锚固体系,化学胶结力仅在加载初期起作用,界面粘结应力主要由摩擦力和机械咬合力承担;相对弹性变形能受锚固长度和锚具内倾角的影响不明显,相对局部破坏能主要受锚具内倾角影响;随着锚固长度的增大,试件弹性粘结强度、极限粘结强度和残余粘结强度均有所降低;随着锚具内倾角的增大,未发生剪切破坏的试件极限粘结强度有所增大,但弹性粘结强度和残余粘结强度的变化则不明显。灰色关联分析结果表明:各参数与粘结强度的关联度由大到小依次为CFRP筋根数>锚固长度>锚具内倾角>CFRP筋间距。本文粘结强度回归公式计算结果与试验结果吻合较好。

关键词：桥梁工程 CFRP筋粘结式锚固体系界面粘结失效机制粘结强度锚固性能

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基于统计分析的间接搭接粘结强度研究

武汉理工大学学报 2022年第9期44卷 58-63页

作者：梅裕安田水谷倩潘应桂刘治国武汉理工大学土木工程与建筑学院武汉430070

在间接搭接钢筋与灌浆料粘结性能试验数据统计的基础上,分析了灌浆料劈裂抗拉强度、钢筋搭接长度、保护层厚度、体积配箍率和钢筋净距等参数对粘结强度的影响规律,利用最小二乘法回归得到了间接搭接钢筋与灌浆料粘结强度的计算公式,并... 详细信息

在间接搭接钢筋与灌浆料粘结性能试验数据统计的基础上,分析了灌浆料劈裂抗拉强度、钢筋搭接长度、保护层厚度、体积配箍率和钢筋净距等参数对粘结强度的影响规律,利用最小二乘法回归得到了间接搭接钢筋与灌浆料粘结强度的计算公式,并用该公式对间接搭接试验数据进行了检验。结果表明,得到的间接搭接粘结强度的计算公式具有较高的精度。

关键词：间接搭接粘结强度统计分析

基于基因表达式编程的NSM FRP-混凝土粘结强度预测模型

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工程科学与技术 2021年第2期53卷 118-124页

作者：张芮椋薛新华四川大学水利水电学院四川成都610065

纤维增强复合材料(fiber-reinforced polymer,FRP)已被广泛应用于混凝土加固工程中。FRP与混凝土界面间的粘结性能是影响加固效果的重要因素之一,为准确预测FRP嵌入式加固(near-surface-mounted,NSM)NSM FRP–混凝土的粘结强度,运用基... 详细信息

纤维增强复合材料(fiber-reinforced polymer,FRP)已被广泛应用于混凝土加固工程中。FRP与混凝土界面间的粘结性能是影响加固效果的重要因素之一,为准确预测FRP嵌入式加固(near-surface-mounted,NSM)NSM FRP–混凝土的粘结强度,运用基因表达式编程(gene expression programming,GEP)方法,选取混凝土抗压强度、粘结长度、槽深宽比、FRP轴向刚度、FRP抗拉强度及环氧树脂抗拉强度等6个参数作为粘结强度的影响因素,建立了NSM FRP与混凝土粘结强度的预测模型,提出了具体的计算公式。通过比较粘结强度预测值与实验值,发现二者较为接近,说明该模型具有一定的可靠性。对该模型进行敏感性分析,发现其可以反映粘结强度与单因素之间的内在关系,即粘结强度随着粘结长度、混凝土抗压强度、槽深宽比及FRP轴向刚度等因素的增大而增大。将该GEP模型与经验模型及小波神经网络模型进行比较,并选取6个统计指标对模型进行评价。结果表明,GEP模型与小波神经网络模型的精度较高,各项误差指标均较小,决定系数分别为0.793和0.787。总体而言,GEP模型的精度略优于小波神经网络模型,二者的精度均远高于经验模型。

关键词：粘结强度基因表达式编程纤维增强复合材料混凝土预测模型

花纹型钢混凝土组合结构粘结滑移推出试验及粘结强度研究

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建筑结构 2022年第8期52卷 88-98页

作者：陈丽华汪士也李淑婷娄宇合肥工业大学土木与水利工程学院合肥230009 中国电子工程设计院北京100142

为改善型钢与混凝土之间的粘结性能和协同工作能力,将花纹钢板引入型钢混凝土组合结构中,利用花纹钢板的凸起花纹来提高接触面的粘结强度。制作了10个花纹工字型钢混凝土试件和1个普通型钢混凝土试件进行推出试验,研究花纹高度、花纹钢... 详细信息

为改善型钢与混凝土之间的粘结性能和协同工作能力,将花纹钢板引入型钢混凝土组合结构中,利用花纹钢板的凸起花纹来提高接触面的粘结强度。制作了10个花纹工字型钢混凝土试件和1个普通型钢混凝土试件进行推出试验,研究花纹高度、花纹钢板设置位置和横向配箍率三个因素对粘结滑移性能的影响。对试件的破坏过程、破坏机理以及加载端荷载-滑移曲线、型钢应变沿其锚固长度的分布曲线进行了分析,回归拟合出各特征粘结强度的计算公式。试验结果表明,将花纹钢板引入型钢混凝土结构中,可显著提高型钢与混凝土接触面的粘结强度,同时试件的极限粘结强度和残余粘结强度随花纹高度和配箍率的增大而增大;花纹钢板设置在型钢不同位置时,对粘结强度的贡献不同,其中设置在型钢外翼缘对粘结强度的提高最为有利,设置在型钢内翼缘次之,设置在型钢腹板最小;建立的特征粘结强度计算公式能够较好地预测试验结果。

关键词：型钢混凝土花纹型钢花纹钢板推出试验粘结强度

基于PSO-RF的FRP筋与混凝土间粘结强度预测模型

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复合材料科学与工程 2024年

作者：易晓园成都锦城学院建筑学院

与钢筋相比，FRP筋具有抗疲劳、低磁性和耐腐蚀等优势，这使得其在不利工程环境中的应用越来越普遍。然而，现有FRP筋与混凝土间的粘结性能预测模型的适用范围较小，预测精度较低。为此，本文收集了170组铰接梁试验数据，并在此基础上... 详细信息

与钢筋相比，FRP筋具有抗疲劳、低磁性和耐腐蚀等优势，这使得其在不利工程环境中的应用越来越普遍。然而，现有FRP筋与混凝土间的粘结性能预测模型的适用范围较小，预测精度较低。为此，本文收集了170组铰接梁试验数据，并在此基础上利用粒子群算法优化随机森林算法(PSO-RF)建立了FRP筋与混凝土间的粘结强度模型。将PSO-RF模型与RF模型和五个现有模型进行对比，各模型的预测结果通过决定系数(R2)和平均绝对值误差(MAE)等统计指标进行评价。PSO-RF模型的R2和MAE值为0.9396和1.0143，可以为FRP筋在混凝土中的应用提供有价值的参考。与现有模型相比，PSO-RF模型的R2和MAE值分别提高了141.9%和81.3%，预测性能提升明显。模型的参数重要性分析结果表明，粘结长度和混凝土抗压强度对模型的预测结果影响较大，重要性系数分别为22.4%和18.3%。

关键词：粘结强度 FRP筋混凝土粒子群优化随机森林