螺旋槽预应力钢棒的预应力传递长度与粘结锚固性能的试验研究

摘要

对螺旋槽预应力钢棒进行了三个方面的试验研究:钢棒的材料力学性能试验、钢棒的预应力传递长度试验以及钢棒在混凝土中的粘结锚固性能试验。
　　 在螺旋槽预应力钢棒的材料力学性能试验中,量测了试验用钢棒的外形参数,结果符合《预应力混凝土用钢棒》(GB/T5223.3-2005)的要求,试验用钢棒的强度和伸长率均满足《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)的要求。
　　 在螺旋槽预应力钢棒的预应力传递长度试验中,共设计20个试验构件,构件的设计考虑了混凝土强度、钢棒直径和配箍率等影响传递长度的主要因素,在试验结果的基础上,回归得出螺旋槽预应力钢棒在混凝土中的预应力传递长度建议公式,公式计算结果与试验结果符合良好。
　　 在螺旋槽预应力钢棒与混凝土的粘结锚固性能试验中,共设计68个构件,构件的设计考虑混凝土强度、保护层厚度、钢棒直径、锚固长度和配箍率等影响粘结锚固性能的主要因素,回归得出螺旋槽预应力钢棒的极限粘结强度公式,公式计算结果与试验结果符合良好,并得出符合可靠度要求的钢棒锚固长度设计公式。
　　 基于粘结锚固性能的试验结果,得出适用于螺旋槽预应力钢棒的τ-s本构关系。采用ANSYS程序对粘结锚固构件进行全过程受力计算,计算时采用双向非线性弹簧单元COMBIN39模拟钢筋与混凝土之间的粘结滑移,计算得出的粘结滑移曲线与试验粘结滑移曲线符合较好。
　　 本课题为国家科技支撑计划课题“高强钢筋与高性能混凝土应用关键技术研究”(2007BAQ01053)子课题之一。