本文關鍵詞：“瘦身”箍筋約束混凝土軸心受壓試件應力—應變?nèi)�研究

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【摘要】：當盤卷的普通鋼筋經(jīng)過調(diào)直后伸長率和重量不滿足驗收規(guī)范要求時,該鋼筋即為“瘦身”鋼筋。與普通鋼筋相比,“瘦身”鋼筋在冷拉調(diào)直后面積減小,屈服強度提高,延性降低。由于“瘦身”鋼筋在盤卷鋼筋調(diào)直過程中產(chǎn)生,直徑較小,多用于梁、柱箍筋,且在市場上有一定規(guī)模。目前對“瘦身”箍筋約束混凝土應力-應變?nèi)�的研究很少,對“瘦身”箍筋建筑物的加固也有一定的盲目性。對16根普通箍筋、“瘦身”箍筋(箍筋平均瘦身率為17.9%)約束混凝土試件進行軸向加載試驗及有限元分析,試件采用矩形箍筋、矩形菱形復合箍筋兩種形式,矩形箍筋體積配箍率在0.69%~1.38%之間,矩形菱形復合箍筋體積配箍率在1.18%~2.36%之間,試驗及理論結果表明:(1)“瘦身”箍筋和普通箍筋約束混凝土應力-應變?nèi)�基本相當,“瘦身”箍筋約束混凝土應力-應變?nèi)�下降段并不存在明顯的降低。(2)“瘦身”箍筋試件和普通箍筋試件的混凝土應力-箍筋應變曲線差別不大,曲線上升段基本上呈線彈性關系,超過峰值應力以后,混凝土應力-箍筋應變曲線下降段都比較平緩,箍筋應變超過1%后,有些試件靠近箍筋彎鉤兩邊的測點出現(xiàn)應變減小現(xiàn)象,同時觀測到試驗過程中試件箍筋脫鉤現(xiàn)象。另外兩邊箍筋應變繼續(xù)增長,直到超過箍筋應變量程2%,后續(xù)結果無法測量,整個試驗過程中未發(fā)現(xiàn)箍筋拉斷現(xiàn)象。(3)箍筋沒有拉斷的原因之一是部分試件箍筋脫鉤之后,與彎鉤相連的兩邊箍筋出現(xiàn)卸載現(xiàn)象,另外兩邊箍筋與混凝土產(chǎn)生了粘結滑移。另一原因是,由于本試驗的箍筋最小間距是74mm,試驗中發(fā)現(xiàn)下降段很多混凝土從箍筋間剝離出來,箍筋與混凝土之間形成了空隙,試件后續(xù)加載混凝土變形不能對箍筋產(chǎn)生擠壓效應。如果采用螺旋箍筋,且箍筋間距較密,混凝土不能從箍筋間剝離出來,有可能導致“瘦身”箍筋拉斷。(4)利用有限元軟件ABAQUS對試件進行了數(shù)值模擬分析,模擬得到的混凝土塑性損傷云圖結果與試驗最終破壞形態(tài)吻合較好;模擬得到的截面豎向應力分布情況與理論的作用機理基本一致。(5)“瘦身”箍筋試件混凝土應力-應變?nèi)�的試驗結果與有限元模擬結果在低配箍率時基本吻合;高配箍率時有限元分析結果的下降段要比試驗結果更為平緩。(6)有限元模擬得到的混凝土應力-箍筋應變曲線與試驗得出的結果下降段差異較大,試驗結果的下降段比較平緩,有限元分析的結果下降段較為陡峭,主要是因為有限元模擬時,未考慮箍筋與混凝土之間的粘結滑移;另外,在混凝土應力的下降段,混凝土不僅僅是簡單的彈塑性變形,往往伴隨有較大的開裂和脫落,現(xiàn)有的塑性損傷本構模型還不能完全表示出來,還涉及到斷裂力學方面的問題。(7)由于試件數(shù)量較少,沒有辦法求出試驗結果的均值和方差,考慮到混凝土材料的不均質(zhì)性、加載的偏心以及測量的誤差等因素,試驗難以得出統(tǒng)計性的規(guī)律。采用有限元軟件模擬“瘦身”箍筋和普通箍筋試件混凝土應力-應變曲線,分析表明:箍筋采用矩形時,兩者應力-應變曲線下降段較接近;采用菱形矩形復合箍筋時,“瘦身”箍筋試件下降段延性稍好于普通箍筋試件。
【關鍵詞】：“瘦身”箍筋 約束混凝土 應力-應變?nèi)� 有限元模擬
【學位授予單位】：南昌大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU37
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第1章 緒論11-20
• 1.1 研究背景與研究意義11-13
• 1.1.1“瘦身”鋼筋應用現(xiàn)狀11-12
• 1.1.2“瘦身”鋼筋與高強鋼筋的比較12-13
• 1.1.3 本文研究的意義13
• 1.2 普通箍筋約束混凝土研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 國外研究狀況13-15
• 1.2.2 國內(nèi)研究狀況15-16
• 1.3 高強箍筋約束高強混凝土研究現(xiàn)狀16-19
• 1.3.1 國外研究狀況16-17
• 1.3.2 國內(nèi)研究狀況17-19
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容19-20
• 第2章 箍筋約束混凝土的力學模型和理論20-27
• 2.1 概述20
• 2.2 箍筋作用機理20-22
• 2.3 箍筋約束混凝土強度的幾個主要影響因素22-23
• 2.3.1 配箍率的影響22
• 2.3.2 箍筋屈服強度的影響22
• 2.3.3 箍筋間距的影響22
• 2.3.4 箍筋約束形式的影響22-23
• 2.4 箍筋約束混凝土幾種本構模型23-27
• 2.4.1 普通箍筋約束混凝土幾種本構模型23-24
• 2.4.2 高強箍筋約束高強混凝土幾種本構模型24-27
• 第3章“瘦身”與普通箍筋約束混凝土試件軸心受壓試驗27-40
• 3.1 試件設計27-28
• 3.2 試件的制作與養(yǎng)護28-31
• 3.3 材料力學性能31-34
• 3.3.1 鋼筋31-33
• 3.3.2 混凝土33-34
• 3.4 試驗加載準備34-36
• 3.4.1 位移測點布置34-35
• 3.4.2 箍筋應變測點布置35-36
• 3.5 試驗加載36-39
• 3.5.1 試驗加載裝置37
• 3.5.2 加載制度37-38
• 3.5.3 加載程序38-39
• 3.6 本章小結39-40
• 第4章“瘦身”與普通箍筋約束混凝土試件軸心受壓試驗結果分析40-57
• 4.1 試驗現(xiàn)象和破壞形態(tài)40-45
• 4.1.1 試驗現(xiàn)象40-43
• 4.1.2 試件破壞形態(tài)43-45
• 4.2 試件破壞形態(tài)對比分析45-46
• 4.3 箍筋約束混凝土應力-應變?nèi)�實測結果46-48
• 4.4 混凝土無量綱應力-應變?nèi)�對比分析48-50
• 4.5 混凝土應力-箍筋應變?nèi)�對比分析50-52
• 4.6 普通箍筋試驗結果與過鎮(zhèn)海-張秀琴模型對比分析52-56
• 4.7 本章小結56-57
• 第5章“瘦身”與普通箍筋約束混凝土試件軸心受壓數(shù)值模擬分析57-74
• 5.1 概述57
• 5.2 有限元模型的建立57-60
• 5.2.1 材料的本構模型57-59
• 5.2.2 單元選取、網(wǎng)格劃分及邊界條件59-60
• 5.3 有限元模擬結果60-65
• 5.3.1 試件受力云圖60-64
• 5.3.2 核芯區(qū)混凝土應力分析64-65
• 5.4 混凝土應力-應變曲線試驗結果與有限元結果分析對比65-69
• 5.4.1 實測混凝土應力-應變曲線與有限元結果對比65-67
• 5.4.2 峰值應力調(diào)整后實測“瘦身”箍筋混凝土應力-應變曲線與有限元結果對比67-69
• 5.5 混凝土應力-箍筋應變曲線試驗結果與有限元結果分析對比69-71
• 5.6 兩種箍筋情況下混凝土應力-應變曲線一般性規(guī)律理論對比分析71-72
• 5.7 本章小結72-74
• 第6章 結論與展望74-77
• 6.1 結論74-75
• 6.2 展望75-77
• 致謝77-78
• 參考文獻78-80

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