【摘要】：鋼筋作為混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的骨架,主要起承載和構(gòu)造作用。為保證混凝土結(jié)構(gòu)中構(gòu)件和節(jié)點(diǎn)的受力連續(xù)和連接牢固,通常需采取有效方式對(duì)連接區(qū)內(nèi)的的鋼筋進(jìn)行連接。目前常見的鋼筋連接方式主要有焊接、機(jī)械連接和灌漿套筒連接等,這些連接方式采用的連接機(jī)理雖有所不同,但本質(zhì)上均依賴連接接頭實(shí)現(xiàn)鋼筋間間接傳力,與連續(xù)鋼筋的直接傳力機(jī)制相比仍有一定的削弱,而鋼筋連接的可靠性關(guān)系著結(jié)構(gòu)整體受力性能和安全性,特別是對(duì)于節(jié)點(diǎn)連接較多的裝配式混凝土結(jié)構(gòu),因此需就不同連接方式的鋼筋連接件連接性能開展研究,特別是當(dāng)鋼筋連接區(qū)處于氯鹽銹蝕環(huán)境下。此外,銹蝕環(huán)境下鋼筋連接件與混凝土之間的粘結(jié)性能也是影響結(jié)構(gòu)性能的重要因素,尤其是裝配式結(jié)構(gòu)的鋼筋連接區(qū)易遭外界氯鹽環(huán)境侵入,進(jìn)而影響鋼筋連接件與外部混凝土之間的粘結(jié)性能,因而有必要就此開展針對(duì)性研究。鑒于此,本文就氯鹽腐蝕環(huán)境下不同連接方式鋼筋連接件受力性能及破壞形態(tài)以及灌漿套筒連接件與混凝土的粘結(jié)-滑移性能進(jìn)行研究。具體研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:(1)通過對(duì)雙面電弧焊、冷擠壓套筒、鐓粗直螺紋和灌漿套筒四種不同連接方式的鋼筋連接件進(jìn)行電化學(xué)銹蝕試驗(yàn),并對(duì)不同銹蝕程度的銹蝕鋼筋連接件進(jìn)行拉伸性能試驗(yàn),研究銹蝕率、連接方式及鋼筋直徑等對(duì)氯鹽腐蝕環(huán)境下鋼筋連接件抗拉性能及破壞形態(tài)的影響。結(jié)果表明,連接件按破壞位置的不同可分為鋼筋斷裂破壞及連接區(qū)破壞兩大類,而且不同連接方式和腐蝕程度下連接件的破壞形態(tài)不同,主要表現(xiàn)為焊縫斷裂破壞、鋼筋粘結(jié)滑移破壞、套筒斷裂破壞鋼筋斷裂破壞;鋼筋連接件的抗氯鹽腐蝕能力隨連接方式的不同而不同,其中雙面電弧焊連接件的抗銹蝕能力最強(qiáng)、灌漿套筒和冷擠壓套筒次之、鐓粗直螺紋最弱,實(shí)際銹蝕率達(dá)到10%左右時(shí)對(duì)應(yīng)的極限破壞強(qiáng)度下降可分別達(dá)11.3%、16.1%、22.4%和34.7%;鋼筋連接件拉伸荷載-變形曲線隨銹蝕程度的增加呈現(xiàn)不同程度的下降和劣化特性,主要表現(xiàn)為屈服強(qiáng)度降低、屈服平臺(tái)縮短以及延性變差等,而且不同連接方式連接件的荷載-變形曲線劣化程度不同,灌漿套筒和雙面電弧焊劣化程度相對(duì)較小,而冷擠壓和鐓粗直螺紋則較明顯。(2)通過對(duì)灌漿套筒鋼筋連接件外包混凝土粘結(jié)性能試件進(jìn)行電化學(xué)銹蝕試驗(yàn),并對(duì)不同銹蝕程度的灌漿套筒混凝土粘結(jié)試件進(jìn)行單軸拉拔試驗(yàn),研究氯鹽腐蝕環(huán)境下連接件銹蝕率、相對(duì)保護(hù)層厚度等對(duì)灌漿套筒連接件與混凝土間粘結(jié)滑移性能的影響。結(jié)果表明,灌漿套筒銹蝕后會(huì)在混凝土粘結(jié)試件的底部和側(cè)面出現(xiàn)不程度的順筋裂縫,且裂縫寬度隨銹蝕率的增大而增大;銹蝕環(huán)境下灌漿套筒混凝土粘結(jié)試件的主要破壞形態(tài)為劈裂-滑移破壞,且銹蝕率越大連接件與混凝土間的平均極限粘結(jié)應(yīng)力越小;相同銹蝕程度下,灌漿套筒連接件直徑越大(即外包混凝土保護(hù)層厚度越小)時(shí),連接件與混凝土之間的平均粘結(jié)強(qiáng)度越小;銹蝕灌漿套筒連接件與混凝土之間的粘結(jié)應(yīng)力-滑移曲線大致可分為上升、強(qiáng)化以及軟化三個(gè)主要階段,隨銹蝕率增加曲線的上升段趨于平緩、強(qiáng)化和軟化段均不同程度縮短甚至消失,滑移破壞更明顯。(3)基于銹蝕灌漿套筒鋼筋連接件與混凝土粘結(jié)滑移性能試驗(yàn)結(jié)果,分析了套筒連接件銹蝕率、連接件直徑(即外包混凝土保護(hù)層厚度)等對(duì)極限粘結(jié)強(qiáng)度的影響,建立了考慮銹蝕率和混凝土相對(duì)保護(hù)層厚度影響的平均極限粘結(jié)應(yīng)力計(jì)算模型;通過對(duì)銹蝕套筒連接件平均粘結(jié)應(yīng)力—滑移關(guān)系曲線的分析,提出了考慮最大裂縫寬度、銹蝕率及相對(duì)保護(hù)層厚度影響的平均粘結(jié)應(yīng)力—滑移關(guān)系模型;模型計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)所得曲線吻合較好,可用于氯鹽銹蝕環(huán)境下灌漿套筒連接件與混凝土粘結(jié)應(yīng)力-滑移關(guān)系預(yù)測(cè)。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TU375

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本文編號(hào)：2619911