高温后装配式结构注浆波纹管连接钢筋锚固性能研究

摘要

建筑业中装配式结构具有资源消耗合理、绿色环保、施工速度快的特点，是建筑业产业升级的方向。装配式结构连接方式是装配式结构研究的关键问题，现行的规范未涉及高温作用后装配式结构的连接性能。因此，对高温后装配式结构的连接性能研究具有十分重要的意义。
　　论文对高温后注浆波纹管连接钢筋锚固性能首先进行了试验研究，设计了69个试件，通过观察试件破坏形态，测量试件在各工况的峰值拉力，对不同温度、不同锚固长度及不同波纹管材质试件的锚固性能进行研究。其次，以钢筋混凝土拔出理论为基础，结合混凝土植筋技术及高温工况后混凝土强度退化理论，推导出高温后注浆波纹管连接钢筋锚固极限拉力计算公式。最后，运用有限元软件进行实体建模，分析了不同温度、不同锚固长度及不同波纹管直径对钢筋锚固性能影响。试验及分析结果表明：
　　（1）当取0.6倍标准锚固长度时，常温下的试件可以提供足够的锚固强度，试件破坏类型为钢筋拉断，随温度的升高，试件锚固强度降低，200℃及以上温度时，试件锚固强度不足；当取0.8倍标准锚固长度时，经受500℃及以下温度的试件可以具备足够锚固强度。
　　（2）推导出考虑了温度工况、锚固长度、波纹管直径等多因素变量的试件极限拉拔力计算公式，并与试验结果进行了验证。
　　（3）基于有限元分析的计算结果表明，超过600℃，锚固强度损失严重，900℃后试件峰值拉力仅为常温的8.82％；波纹管直径增大有利于锚固强度的增加；锚固长度为1.0倍标准锚固长度试件，在600℃~900℃温度作用后可以提供足够锚固强度。
　　本文对高温后注浆波纹管连接钢筋锚固极限拉力的影响因素以及锚固机理进行了全面系统的研究，对连接部位火灾后残余强度的预估以及建筑灾后恢复有一定的实际意义及应用价值。

目录

1 绪论

1.1 课题的研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的主要研究内容

2注浆波纹管连接钢筋锚固性能试验

2.1试件参数的设计

2.2 材性试验

2.3 波纹管连接钢筋锚固拉拔试验现象

2.4 本章小结

3注浆波纹管连接钢筋锚固性能试验分析

3.1 基于锚固长度变量的试验结果分析

3.2 基于温度变量的试验结果分析

3.3 基于波纹管材质变量的试验结果分析

3.4 综合变量分析

3.5 极限锚固强度灰色关联分析

3.6 本章小结

4注浆波纹管连接钢筋锚固强度理论分析

4.1 钢筋锚固强度公式分析

4.2 温度相关参数关系

4.3 极限拉拔力与温度变量的关系

4.4 误差分析

4.5 注浆波纹管连接峰值拉力影响因素灰色关联分析

4.6 本章小结

5基于ABAQUS的注浆波纹管连接钢筋锚固有限元分析

5.1 有限元模型建立

5.2 属性建立

5.3 模拟试件设计

5.4 数值模拟结果验证

5.5 有限元拓展分析

5.6 本章小结

6结论与展望

6.1 主要结论

6.2 展望

参考文献

致谢