鋼筋與混凝土是力學(xué)性能不同的兩種材料,兩者之間較好的粘結(jié)性能是他們能組合在一起工作的基礎(chǔ)。因此,粘結(jié)滑移性能的探究對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)分析至關(guān)重要。現(xiàn)有的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范是根據(jù)靜態(tài)加載條件下的試驗(yàn)結(jié)果所編制的,未考慮粘結(jié)滑移性能受加載速率的影響,而抗震性能是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需要謹(jǐn)慎對(duì)待的特性。本文基于國(guó)家青年科學(xué)基金資助項(xiàng)目《鋼筋與混凝土動(dòng)態(tài)粘結(jié)性能研究》,設(shè)計(jì)了鋼筋混凝土拉拔試件,并對(duì)其進(jìn)行試驗(yàn)研究和數(shù)值模擬。試驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)論相互對(duì)比,證明結(jié)論的正確性和可靠性。本文對(duì)所設(shè)計(jì)的鋼筋混凝土拉拔試件首先進(jìn)行試驗(yàn),然后利用有限元軟件對(duì)其進(jìn)行數(shù)值模擬,在數(shù)值模擬的過(guò)程中考慮了進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)可能存在的問(wèn)題,做到數(shù)值模擬時(shí)設(shè)定的條件與試驗(yàn)時(shí)的條件一致,保障數(shù)值模擬所得結(jié)果的可靠性,也可驗(yàn)證模型的有效性,為以后進(jìn)行鋼筋混凝土粘結(jié)滑移性能數(shù)值模擬提供參考依據(jù)。本文利用ABAQUS有限元軟件對(duì)鋼筋混凝土拉拔試件進(jìn)行建模分析,在數(shù)值模擬過(guò)程中考慮了加載速率對(duì)鋼筋、混凝土以及粘結(jié)滑移應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的影響,鋼筋混凝土之間的連接關(guān)系通過(guò)有限元軟件中Spring2非線性彈簧單元進(jìn)行模擬,主要研究鋼筋混凝土之間粘結(jié)滑移性能受加載速率的影響,也考慮了其他影響因素,例如混凝土強(qiáng)度等級(jí)、鋼筋外形與直徑、粘結(jié)錨固長(zhǎng)度等因素。
【學(xué)位單位】：大連海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：TU528.571;TU375
【部分圖文】：

程實(shí)踐和理論研究上都至關(guān)重要，粘結(jié)性能的研究對(duì)分析混凝土開(kāi)裂破壞、粘結(jié)破塑性分析等問(wèn)題有重要意義。目前，有限元理論發(fā)展日臻完善，各種有限元軟件不更新，對(duì)鋼筋混混凝土之間的粘結(jié)性能進(jìn)行數(shù)值模擬已成為必然，而粘結(jié)性能的理和數(shù)學(xué)模型是保證數(shù)值模擬結(jié)果準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)。對(duì)鋼筋混凝土粘結(jié)性能的研究已進(jìn)年，國(guó)內(nèi)外學(xué)者取得累累碩果，但對(duì)鋼筋混凝土粘結(jié)性能的研究大多僅局限于靜態(tài)件之下，與之相比，動(dòng)態(tài)加載（地震、爆炸以及沖擊等）條件下的鋼筋混凝土粘結(jié)試驗(yàn)探究和數(shù)值模擬開(kāi)展的較少。地震是一種巨大的自然災(zāi)害，常常會(huì)造成人員傷亡以及巨大的經(jīng)濟(jì)損失。我國(guó)置特殊，位于歐亞大陸邊緣，同時(shí)處于三大板塊的交界地帶，板塊運(yùn)動(dòng)相對(duì)活躍，震發(fā)生頻繁，全國(guó)約 50%的城市位于 7 度和 7 度以上地區(qū)，人口百萬(wàn)以上的較大城市位于地震區(qū)[1]同時(shí)隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，橋梁、水電站、核電站以及超高層建筑不斷建些建筑物的安全性能受到地震作用影響，雖然地震并不是每時(shí)每刻都在發(fā)生作用，突發(fā)性和破壞性，使其成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)慎重考慮的因素，因此，研究鋼筋混凝土粘受動(dòng)態(tài)荷載的影響是不可避免的一項(xiàng)重要工作。

構(gòu)件承載力下降，此時(shí)發(fā)生脆性破壞；裂縫間粘結(jié)應(yīng)力，是鋼筋與混凝部粘結(jié)應(yīng)力的一種，當(dāng)鋼筋混凝土構(gòu)件在接觸面上發(fā)生開(kāi)裂時(shí)就出現(xiàn)縫間粘結(jié)應(yīng)兩側(cè)產(chǎn)生的粘結(jié)部分會(huì)向周?chē)炷羵鬟f，使得為發(fā)生開(kāi)裂的混凝土受拉開(kāi)裂，埋與混凝土內(nèi)部的鋼筋發(fā)生的應(yīng)變小于鋼筋單獨(dú)承受荷載時(shí)所產(chǎn)生的應(yīng)變，故不的繼續(xù)的擴(kuò)大，縫間粘結(jié)應(yīng)力反映的在受拉區(qū)域內(nèi)混凝土所產(chǎn)生的作用。混凝土梁因承受上部荷載產(chǎn)生彎曲變形，示意圖如圖 2-1 所示。如果忽略鋼土之間存在的粘結(jié)作用，則混凝土下部受拉區(qū)域?qū)?huì)發(fā)生脆性破壞，其特性與素受力破壞特性一致，其所能承受的外界荷載要小得多。由于鋼筋混凝土之間粘結(jié)在，當(dāng)受到外荷載作用時(shí)，可在兩者接觸面上進(jìn)行應(yīng)力傳遞，協(xié)調(diào)變形從而，使混凝土之間相對(duì)滑移要小的多，即表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)承載力大大提升。筋端錨固應(yīng)力和應(yīng)力都為鋼筋混凝土之間的粘結(jié)應(yīng)力，都可用來(lái)表示粘結(jié)作用。鋼筋錨固區(qū)段內(nèi)應(yīng)力，其分布變化明顯且應(yīng)力值較高。因此只有鋼筋在混凝土中埋入的長(zhǎng)度足夠才能保證鋼筋充分發(fā)揮作用。縫間粘結(jié)應(yīng)力的應(yīng)力值較小，在混凝土發(fā)生開(kāi)裂以其主要將鋼筋承受的部分外力向周?chē)炷羵鬟f。從而使鋼筋應(yīng)力沿長(zhǎng)度方向降混凝土再次受力，構(gòu)件強(qiáng)度增大。

結(jié)機(jī)理分析構(gòu)成與混凝土共同工作時(shí)兩者之間的粘結(jié)性能發(fā)揮至關(guān)重要的作用，鋼筋混凝作用時(shí)可在兩者的接觸面上進(jìn)行應(yīng)力傳遞以及變形協(xié)調(diào)，鋼筋混凝土之間下幾個(gè)主要部分組成：化學(xué)膠結(jié)力，混凝土發(fā)生水化現(xiàn)象時(shí)，產(chǎn)生的凝膠體對(duì)鋼筋表面產(chǎn)生吸附力隨著混凝土強(qiáng)度的增大而增大，一旦鋼筋與混凝土發(fā)生相對(duì)位移，則膠。摩擦力，混凝土發(fā)生硬化收縮現(xiàn)象時(shí)，會(huì)對(duì)包裹在其中的鋼筋產(chǎn)生較大摩鋼筋的握裹力以及鋼筋與混凝土表面摩擦系數(shù)決定摩擦力的大小。機(jī)械咬合力，主要發(fā)生在變形鋼筋與混凝土之間，是混凝土與鋼筋表面高間所產(chǎn)生的擠壓力。
【參考文獻(xiàn)】

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1 陳仁進(jìn);沈璐;宋玉普;;大骨料混凝土動(dòng)態(tài)雙軸拉壓強(qiáng)度試驗(yàn)研究[J];大連理工大學(xué)學(xué)報(bào);2015年03期

2 施林林;宋玉普;沈璐;王立成;;動(dòng)態(tài)三軸壓荷載歷史對(duì)大骨料混凝土動(dòng)態(tài)單軸抗壓強(qiáng)度影響[J];大連理工大學(xué)學(xué)報(bào);2014年05期

3 沈璐;施林林;宋玉普;;三級(jí)配混凝土及濕篩混凝土單軸動(dòng)態(tài)拉伸性能試驗(yàn)研究[J];大連理工大學(xué)學(xué)報(bào);2014年04期

4 閆東明;逯靜洲;徐平;;單軸壓荷載下素混凝土動(dòng)態(tài)特性及本構(gòu)關(guān)系研究[J];水利與建筑工程學(xué)報(bào);2010年06期

5 閆東明;林皋;;影響混凝土動(dòng)態(tài)性能的因素分析[J];世界地震工程;2010年02期

6 林峰;顧祥林;匡昕昕;印小晶;;高應(yīng)變率下建筑鋼筋的本構(gòu)模型[J];建筑材料學(xué)報(bào);2008年01期

7 閆東明,林皋,王哲,張勇強(qiáng);不同應(yīng)變速率下混凝土直接拉伸試驗(yàn)研究[J];土木工程學(xué)報(bào);2005年06期

8 閆東明,林皋,王哲;變幅循環(huán)荷載作用下混凝土的單軸拉伸特性[J];水利學(xué)報(bào);2005年05期

9 李艷茹,劉新宇,張川;爆炸荷載作用下植筋粘結(jié)應(yīng)力有限元分析[J];解放軍理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2004年06期

10 李方元,趙人達(dá);C80高強(qiáng)混凝土與變形鋼筋的粘結(jié)滑移試驗(yàn)[J];同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2003年06期

本文編號(hào)：2890884