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CFRP光面棒索黏结型锚固表面处理工艺对比研究

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工业建筑 2023年

作者：杨燕郑航宇于铎许国文吴杭姿周华樟武岳中国建筑第八工程局有限公司哈尔滨工业大学土木工程学院上海碳纤维复合材料土木工程应用工程研究中心

碳纤维复合材料（CFRP）具有轻质高强、耐腐蚀和耐疲劳等优点，其中CFRP棒索在桥梁结构、大跨空间结构中应用更具优势。CFRP索锚固区的表面处理工艺是影响锚固系统承载力性能的关键因素，本文针对CFRP光面棒索表面处理工艺进行研究，对... 详细信息

碳纤维复合材料（CFRP）具有轻质高强、耐腐蚀和耐疲劳等优点，其中CFRP棒索在桥梁结构、大跨空间结构中应用更具优势。CFRP索锚固区的表面处理工艺是影响锚固系统承载力性能的关键因素，本文针对CFRP光面棒索表面处理工艺进行研究，对比CFRP棒索锚固性能在不同表面处理工艺情况下的提升效果，结果表明采用16目砂纸打磨并黏结26-40目石英砂处理CFRP棒索表面可将锚固节点承载力提升361.1%，本文研究成果可为改进CFRP棒索锚固体系提供重要依据。

关键词： CFRP拉索锚固性能黏结滑移表面处理承载力

考虑钢筋混凝土梁柱节点受力特征的钢筋锚固受力性能试验

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工业建筑 2022年第4期52卷 40-49,97页

作者：杨红刘清培杨小乙重庆大学土木工程学院重庆400045 山地城镇建设与新技术教育部重点实验室(重庆大学) 重庆400030

强烈地震作用下梁纵筋在钢筋混凝土梁柱节点内一般会产生明显的黏结滑移变形,通过合理的材料本构模型正确描述节点内梁纵筋的黏结滑移规律是节点单元有限元模型的关键问题。在“超级节点”单元模型和OpenSees软件中,梁纵筋的应力-滑移... 详细信息

强烈地震作用下梁纵筋在钢筋混凝土梁柱节点内一般会产生明显的黏结滑移变形,通过合理的材料本构模型正确描述节点内梁纵筋的黏结滑移规律是节点单元有限元模型的关键问题。在“超级节点”单元模型和OpenSees软件中,梁纵筋的应力-滑移本构模型是在传统单根钢筋锚固的单调受拉试验基础上建立的,未考虑轴压力、循环拉压等对节点内梁纵筋受力的影响。对11个锚固钢筋试件在单调受拉、循环拉压等加载方式下的受力性能进行了试验,测量了钢筋的黏结滑移变形,通过对比锚固钢筋的应力-滑移试验结果,分析了加载方式、轴压力、相对锚固长度、钢筋屈服强度等对滑移变形的影响。研究结果表明,单调受拉时钢筋的锚固性能相对最好,拉-拉循环加载时锚固钢筋的黏结滑移变形更大,拉-压循环加载会进一步加大锚固钢筋的滑移变形;施加轴压力有利于提高锚固钢筋的黏结性能、减小黏结滑移变形;增加钢筋的相对锚固长度,钢筋受拉屈服时的滑移变形将减小;基于锚固钢筋的单调受拉试验建立的材料本构模型未考虑轴压力、加载方式的影响,难以合理模拟节点内梁纵筋在强烈地震作用下的滑移变形。

关键词：梁柱节点纵筋黏结滑移轴压力加载方式有限元模型

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反复荷载下半灌浆套筒连接件模拟及优化

公路 2023年第9期68卷 136-142页

作者：李凌志朱高岩刘建吴靖江宁英杰夏文传温州市高速公路投资有限公司温州市325000 兰州交通大学土木工程学院兰州市730070 中国建筑第七工程局有限公司郑州市450048 浙江交工集团股份有限公司杭州市310003

为了选取适用于反复荷载作用下钢筋与灌浆料之间黏结滑移的实现方式,同时为了解决半灌浆套筒连接件在反复荷载作用下伸长位移较大及钢筋拔出的问题,提出了在灌浆锚固端增加锚固板的优化方式。采用ABAQUS软件,设置不同钢筋直径,采取单调... 详细信息

为了选取适用于反复荷载作用下钢筋与灌浆料之间黏结滑移的实现方式,同时为了解决半灌浆套筒连接件在反复荷载作用下伸长位移较大及钢筋拔出的问题,提出了在灌浆锚固端增加锚固板的优化方式。采用ABAQUS软件,设置不同钢筋直径,采取单调拉伸及反复拉压两种加载制度进行加载,进行有限元模拟分析。结果表明,反复荷载制度下连接件的极限荷载降低了约5.5%;反复荷载使得连接件在线弹性阶段产生的位移增加了130%左右,且随钢筋直径增大而增大;增加锚固板的优化方案避免了钢筋拔出破坏,使得连接件极限荷载得以提升;增加锚固板使得反复荷载下每轮循环产生的位移较为均匀,且有效减少了位移总量;反复拉压较单调拉伸情况下,灌浆料损伤增加26%,优化后的连接件的灌浆料损伤略有降低。

关键词：桥梁工程半灌浆套筒数值计算反复荷载黏结滑移连接件优化塑性损伤

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高温环境下钢筋和再生混凝土黏结性能的研究

建筑科学 2022年第11期38卷 112-120页

作者：徐丽丽李晓东高立堂魏晓周立琛青岛理工大学土木工程学院山东青岛266033

为了研究高温对再生混凝土与钢筋的黏结性能的影响,设计制作44个中心拉拔试件,进行了四个受火温度(常温、200℃、400℃、600℃、800℃)的高温环境中心拉拔试验,对比分析了普通混凝土和取代率为100%再生混凝土在不同温度下的黏结性能变化... 详细信息

为了研究高温对再生混凝土与钢筋的黏结性能的影响,设计制作44个中心拉拔试件,进行了四个受火温度(常温、200℃、400℃、600℃、800℃)的高温环境中心拉拔试验,对比分析了普通混凝土和取代率为100%再生混凝土在不同温度下的黏结性能变化,绘制了钢筋与混凝土τ-s曲线,在此基础上,基于界面黏结损伤模型探讨了高温下及高温后钢筋与再生混凝土的黏结损伤演变规律。试验表明:拉力作用下,再生混凝土的破坏形式分为劈裂破坏和劈裂-拔出破坏;随温度升高,黏结强度下降,峰值滑移特征值增大,同时,再生混凝土的极限黏结强度约为普通混凝土的0.8倍;黏结-滑移曲线整体呈现下降的趋势,在试验的基础上进一步通过数学分析软件对试件界面黏结损伤程度和相对滑移值进行回归分析,得到了钢筋与再生混凝土考虑界面损伤的黏结滑移本构方程。

关键词：中心拉拔黏结滑移黏结强度界面损伤

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钢管-橡胶混凝土的界面性能研究

混凝土 2022年第9期 11-15,19页

作者：张锦涛何炯辉李庚英林炜杰徐财华张圣楚华南农业大学水利与土木工程学院广东广州510642

研究C40橡胶混凝土的合理配合比,测试分析了橡胶掺量对核心混凝土的力学性能、吸水率及干缩性的影响规律,同时采用模型结合滑移试验研究分析钢管-橡胶混凝土的界面黏结性能。结果表明:橡胶掺量低于15%时可获得C40混凝土,钢管橡胶混凝土... 详细信息

研究C40橡胶混凝土的合理配合比,测试分析了橡胶掺量对核心混凝土的力学性能、吸水率及干缩性的影响规律,同时采用模型结合滑移试验研究分析钢管-橡胶混凝土的界面黏结性能。结果表明:橡胶掺量低于15%时可获得C40混凝土,钢管橡胶混凝土的黏结力随橡胶的掺入呈大幅下降(降幅最大达70%),并随掺量增多而不断降低;随龄期则存在明显的非线性关系。通过模型分析,判断出两种趋势的影响因素有以下:混凝土自身强度、表面孔隙、干缩,并通过试验得到验证。采用神经网络模型,对试验进行预测,与试验结果吻合良好;运用细观模型对橡胶混凝土的微观性能进行分析,得出“孔洞”与裂隙的相关结论,论证了掺入橡胶后的变化现象。

关键词：钢管橡胶混凝土黏结滑移神经网络细观模型界面拉拔黏结力橡胶混凝土

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后张法钢绞线黏结性能试验及模拟研究

重庆交通大学学报（自然科学版） 2022年第4期41卷 54-62页

作者：赵少伟张家赫郭蓉甄智超河北工业大学土木与交通学院天津300401 青岛腾远设计事务所有限公司山东青岛266101

对后张法有黏结预应力钢绞线和压浆的黏结性能进行了研究。通过两组钢绞线拔出试验建立了压浆缺陷情况下的波纹管内钢绞线黏结滑移本构关系;采用ABAQUS的非线性弹簧Spring2单元来模拟钢绞线与浆体之间的黏结力,对两组拉拔试验进行模拟... 详细信息

对后张法有黏结预应力钢绞线和压浆的黏结性能进行了研究。通过两组钢绞线拔出试验建立了压浆缺陷情况下的波纹管内钢绞线黏结滑移本构关系;采用ABAQUS的非线性弹簧Spring2单元来模拟钢绞线与浆体之间的黏结力,对两组拉拔试验进行模拟分析。研究结果表明:波纹管直径、保护层厚度越大,试件黏结强度越大,钢绞线轴向应力越大;黏结长度越大,黏结强度和钢绞线轴向应力先增大后减小;钢绞线任意位置应力都呈现随荷载线性增长的特点,钢绞线轴向应力分布从拉拔端开始呈现线性下降的分布;随着压浆缺陷程度增大,黏结强度大致呈现线性降低的关系;存在压浆空洞部位,其钢绞线应力处处相同。

关键词：桥梁工程预应力混凝土工程黏结滑移压浆缺陷本构关系

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UHPC-NC界面黏结耐久性能试验研究

UHPC-NC界面黏结耐久性能试验研究

作者：陈玉洁天津大学

学位级别：硕士

我国幅员辽阔,拥有多种恶劣的自然环境,这些自然环境会造成混凝土结构的损伤与破坏。通过补强加固的手段能够有效提高受损混凝土结构的安全性与使用寿命。超高性能混凝土(UHPC)因为其较高的强度和优良的耐久性被认为是极具潜力的结构修... 详细信息

我国幅员辽阔,拥有多种恶劣的自然环境,这些自然环境会造成混凝土结构的损伤与破坏。通过补强加固的手段能够有效提高受损混凝土结构的安全性与使用寿命。超高性能混凝土(UHPC)因为其较高的强度和优良的耐久性被认为是极具潜力的结构修补用材料之一。目前,UHPC与普通混凝土(NC)界面黏结性能的研究主要集中在常规环境,针对恶劣环境中UHPC-NC黏结性能的研究相对较少。而恶劣环境中的UHPC-NC黏结性能是影响UHPC在混凝土加固修复工程中应用可靠性的关键因素之一。基于此,本文针对UHPC-NC黏结试件在冻融循环环境、干湿循环环境、氯盐侵蚀环境以及低温环境中的界面耐久性能展开研究。通过劈裂抗拉试验,获得冻融循环、干湿循环及氯盐侵蚀环境下UHPCNC试件破坏模式的变化及界面抗拉黏结强度的退化规律。结果表明:随着界面粗糙度的提高,界面抗冻融循环的能力有所提升而抗氯盐作用的能力有所下降;UHPC-NC界面抗冻融循环能力受到NC强度与界面粗糙度影响,基于此,提出循环下限温度为-60℃的界面抗拉黏结强度计算公式。通过2种不同的界面剪切强度试验方法,研究不同环境下UHPC-NC界面黏结抗剪性能。UHPC-NC推出试验结果表明:随着环境作用时长的增加,黏结强度对应位移不断增大而界面黏结刚度则不断降低;根据获得的黏结滑移曲线,建立界面黏结滑移模型。双面剪切试验结果表明:界面剂自身的抗低温性能是制约UHPC-NC黏结试件黏结性能的关键。对不同试验方法进行对比,结果表明:劈裂抗拉试验施工便捷,离散性较小,但对界面粗糙度不敏感;推出试验离散性较小,对界面粗糙度敏感,但缺乏统一试验标准,UHPC围套厚度较小也造成施工困难;双面剪切试验施工便捷,但试件质量难以保证,离散性大。

关键词： UHPC-NC 界面黏结黏结抗拉黏结抗剪耐久性能界面损伤黏结滑移

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钢管与混凝土界面黏结性能研究

钢管与混凝土界面黏结性能研究

作者：周鸣沈阳大学

学位级别：硕士

钢管与混凝土柱通过界面黏结力来传递应力和协调变形,界面黏结性能在钢管混凝土结构的力学性能方面占有重要地位。中空夹层钢管混凝土柱(CFDST)是一种新型的钢管混凝土构件,其既具备钢管混凝土柱承载性能好、施工方便的特点,又具有自重... 详细信息

钢管与混凝土柱通过界面黏结力来传递应力和协调变形,界面黏结性能在钢管混凝土结构的力学性能方面占有重要地位。中空夹层钢管混凝土柱(CFDST)是一种新型的钢管混凝土构件,其既具备钢管混凝土柱承载性能好、施工方便的特点,又具有自重轻、抗弯刚度高与抗火性能好的特点,因此在实际工程中逐渐开始应用。然而目前国内外学者多集中于对钢管混凝土柱界面黏结性能的研究,而对中空夹层钢管混凝土界面黏结性能的相关研究却鲜有报道。中空夹层钢管混凝土柱中存在混凝土同内外双层钢管的两个接触面(OC、IC界面),参考钢管混凝土柱的界面黏结性能,对中空夹层钢管混凝土柱进行界面黏结性能研究,对实际工程具有更为重要的意义。本文主要研究了中空夹层钢管混凝土柱的内外钢管与混凝土的界面黏结性能,具体的研究工作包括:(1)通过查阅国内外有关资料,分析中空夹层钢管混凝土柱与钢管混凝土柱黏结性能的研究成果,获得关于中空夹层钢管混凝土柱与钢管混凝土柱黏结性能试验的试验数据,选择合适的材料的本构关系,为有限元分析提供精确基础数据。(2)基于钢管混凝土柱有限元模型的建立方法,利用ABAQUS软件以弹簧单元定义接触界面的法向和切向约束,以接触单元定义接触界面的接触对,着重对圆套圆截面的中空夹层钢管混凝土柱OC界面(外钢管与夹心混凝土界面)、IC界面(内钢管与夹心混凝土界面)的黏结性能进行有限元分析,并将结果同试验数据进行比对以验证模型的正确性。(3)针对外钢管与混凝土的界面黏结性能,采取控制变量的方法以长细比、钢管屈服强度、混凝土强度、钢管厚度为主要参数,将钢管混凝土当作空心率为0的中空夹层钢管混凝土,对比中空夹层钢管混凝土OC界面的黏结力;针对内钢管与混凝土的界面黏结性能,通过变换空心率、长度、混凝土强度、钢管壁厚、内外钢材强度等参数,研究并分析上述变量对中空夹层钢管混凝土IC界面黏结性能产生影响的原因。得到各类构件的荷载-滑移曲线、应力云图和破坏特征图,在此基础上分析中空夹层钢管混凝土OC、IC界面在荷载作用下的工作机理。综合以上分析研究,深入了解了中空夹层钢管混凝土柱中混凝土与内外钢管之间OC、IC界面的黏结性能。

关键词：有限元分析黏结滑移极限黏结力中空夹层钢管混凝土

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轻钢与泡沫混凝土界面滑移性能研究

工业建筑 2017年第12期47卷 138-142页

作者：刘殿忠周济民侯然吉林建筑大学土木工程学院长春130118

通过试验对轻钢与泡沫混凝土界面抗剪性能进行研究。在冷弯薄壁C型钢翼缘上加横肋,研究其界面间荷载-滑移关系。共设计6组推出试验,分别考虑翼缘加单肋、双肋以及无肋等情况对荷载-滑移关系的影响,同时对组合构件界面间的滑移机理进行... 详细信息

通过试验对轻钢与泡沫混凝土界面抗剪性能进行研究。在冷弯薄壁C型钢翼缘上加横肋,研究其界面间荷载-滑移关系。共设计6组推出试验,分别考虑翼缘加单肋、双肋以及无肋等情况对荷载-滑移关系的影响,同时对组合构件界面间的滑移机理进行分析。

关键词：翼缘加横肋泡沫混凝土黏结滑移