本文關(guān)鍵詞：帶肋鋼筋與混凝土粘結(jié)滑移本構(gòu)關(guān)系的理論和試驗研究　出處：《大連理工大學》2016年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)性能是決定鋼筋混凝土構(gòu)件承載力、延性和使用性能的重要因素。鋼筋-混凝土粘結(jié)滑移本構(gòu)關(guān)系又是開展鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)數(shù)值分析的重要條件。本文首先基于能量守恒定律通過理論分析推導(dǎo)得到了變形鋼筋-混凝土粘結(jié)滑移本構(gòu)關(guān)系,進而通過試驗測量了粘結(jié)滑移過程中混凝土握裹層對變形鋼筋的約束作用,進一步揭示了變形鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)錨固機理。論文主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下：(1)針對鋼筋-混凝土粘結(jié)滑移的劈裂破壞模式,將整個破壞過程分為未開裂的彈性階段和帶裂縫階段。彈性階段采用彈性厚壁圓筒模型；帶裂縫階段采用考慮混凝土軟化特性的厚壁圓筒模型�；谝陨蟽煞N模型,研究了粘結(jié)劈裂破壞過程中的能量變化規(guī)律,推導(dǎo)出了兩種模型的能量計算公式。基于能量守恒定律建立了鋼筋-混凝土粘結(jié)滑移本構(gòu)關(guān)系的微分方程,并通過數(shù)值積分方法得到了粘結(jié)滑移本構(gòu)模型。該本構(gòu)模型能夠體現(xiàn)混凝土和鋼筋材料參數(shù)和幾何參數(shù)的影響,對不同形狀的粘結(jié)滑移關(guān)系曲線具有較好的適應(yīng)性。最后,將得到的粘結(jié)滑移本構(gòu)關(guān)系與文獻中的試驗結(jié)果進行了對比,分析了模型中參數(shù)的變化規(guī)律和取值范圍。(2)通過特殊設(shè)計的鋼筋拉拔粘結(jié)試驗,測量了粘結(jié)劈裂破壞過程中混凝土握裹層作用在變形鋼筋上的徑向壓力。試驗中,將帶肋鋼筋沿縱肋劈成兩半,在鋼筋內(nèi)開槽布置兩個微型荷載傳感器測量混凝土握裹層的徑向壓力。通過對6個試件開展的拔出粘結(jié)試驗,測定了不同厚度混凝土握裹層對變形鋼筋的約束作用。試驗發(fā)現(xiàn),在試件劈裂破壞過程中,鋼筋肋前有效角不斷變小,粘結(jié)應(yīng)力與混凝土握裹層的徑向壓力成正比；試件劈裂破壞時,粘結(jié)應(yīng)力沿鋼筋錨固段的分布受保護層厚度的影響,影響規(guī)律為：當保護層厚度適中時,粘結(jié)應(yīng)力分布均勻；保護層厚度過大或者過小都會造成粘結(jié)應(yīng)力分布不均勻。另外,試驗測得的混凝土握裹層徑向壓力最大值與考慮裂縫間粘聚力的厚壁圓筒理論模型預(yù)測值吻合較好。
[Abstract]:The bond behavior between reinforcement and concrete determines the bearing capacity of reinforced concrete members. The important factors of ductility and performance are the important conditions for numerical analysis of reinforced concrete structures. Firstly, based on the law of conservation of energy, it is deduced from theoretical analysis that the bond-slip constitutive relationship between steel and concrete is an important condition for the numerical analysis of reinforced concrete structures. The bond-slip constitutive relation of deformed steel bar and concrete is studied. Furthermore, the restraint effect of the concrete cladding layer on the deformed steel bar during the bond-slip process is measured through experiments. Furthermore, the mechanism of bond anchoring between deformed steel bar and concrete is revealed. The main contents and conclusions of this paper are as follows: 1) the split failure mode of reinforced concrete bond-slip. The whole failure process is divided into the elastic stage without cracking and the stage with crack. The elastic thick wall cylinder model is used in the elastic stage. The thick-walled cylinder model with concrete softening characteristics is adopted in the crack stage. Based on the above two models, the energy variation in the process of bond splitting failure is studied. Based on the conservation law of energy, the differential equation of bond-slip constitutive relation between steel bar and concrete is established. The bond-slip constitutive model is obtained by numerical integration method. The constitutive model can reflect the influence of the parameters of concrete and reinforced material and geometric parameters. The bond-slip relationship curves with different shapes have good adaptability. Finally, the bond-slip constitutive relations are compared with the experimental results in literature. The variation rule and value range of parameters in the model are analyzed. The radial pressure of concrete cladding layer acting on the deformed steel bar during bond splitting failure was measured. In the experiment, the ribbed steel bar was split in half along the longitudinal rib. Two micro load sensors were arranged in the steel bar to measure the radial pressure of the concrete cladding layer. The pull-out bonding test was carried out on 6 specimens. The restraint effect of different thickness concrete cladding layer on deformed steel bar is measured. It is found that the effective angle of steel bar front becomes smaller in the process of splitting failure. The bond stress is proportional to the radial pressure of concrete cladding. The distribution of bond stress along the Anchorage section of steel bar is affected by the thickness of the protective layer during the splitting failure of the specimen. The influence law is as follows: when the thickness of the protective layer is moderate, the distribution of the bond stress is uniform; Too large or too small the thickness of the protective layer will cause uneven distribution of bond stress. The experimental results show that the maximum radial pressure of concrete cladding layer is in good agreement with the theoretical model of thick wall cylinder considering the cohesive force between cracks.
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU375

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本文編號：1399532