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高温后钢筋混凝土黏结性能试验研究

作　者: 吴昊
导　师: 陈礼刚
学　校: 青岛理工大学
专　业: 结构工程
关键词: 高温 钢筋混凝土 黏结力 τ-S曲线 折减系数 极限承载力
分类号: TU375
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


钢筋和混凝土之间的黏结力是两种性能不同的材料能够协同工作的保证。一般在对火灾后的建筑进行加固设计时,对于火灾温度较低的情况,通常忽略了火灾对黏结力造成的损伤;而对于火灾温度较高的情况,通常则认为黏结力完全丧失,在加固设计时忽略原有钢筋而重新配筋。为了提高建筑物火灾后加固设计的合理性和经济性,进行高温后钢筋和混凝土黏结力的试验研究是十分必要的。本文的试验方法为:将构件加热至指定温度并恒定一段时间,以保证构件内外温度一致;待构件自然冷却至常温后,通过“中心拔出试件”试验,准确测得不同温度后拉拔试件的瞬时拉力和对应的滑移量。本文在试验研究的基础上研究了以下内容:通过对试验数据的回归分析,得到用连续曲线方程表示的不同温度下钢筋混凝土黏结应力—滑移本构模型;提出了黏结应力温度折减系数的概念,并给出了黏结应力温度折减系数与温度的对应关系式;研究了常用的受弯构件高温后极限承载力的计算方法,对原基本假设进行了修正,并建议在原计算方法之前通过计算对高温后钢筋混凝土的破坏形式进行判断。对比以前高温后钢筋混凝土黏结性能的研究结论,验证了本文研究结论的合理性及有效性。本文结论可作为火灾后钢筋混凝土结构的损伤评估、加固设计和非线性有限元全过程分析的依据。

全文目录


摘要  7-8
Abstract  8-9
第1章 绪论  9-13
  1.1 火灾的危害  9-10
  1.2 黏结锚固的研究现状  10-11
    1.2.1 国外黏结锚固研究的现状  10
    1.2.2 国内黏结锚固研究的现状  10-11
  1.3 问题的提出  11-12
  1.4 本文主要研究内容  12-13
第2章 材料的热工性能、高温力学性能  13-25
  2.1 引言  13
  2.2 混凝土的热工性能  13-16
    2.2.1 混凝土在高温下的物理化学本质变化  13-14
    2.2.2 混凝土的高温热传导系数  14
    2.2.3 混凝土的热膨胀系数  14-16
  2.3 钢筋的热工性能  16-19
    2.3.1 钢材的导热系数  16
    2.3.2 钢筋的比热和容重  16
    2.3.3 钢筋的热膨胀系数  16-17
    2.3.4 钢材高温下的物理化学本质探讨  17-19
  2.4 混凝土的高温力学性能  19-21
    2.4.1 高温下混凝土的抗压强度  19-20
    2.4.2 高温后混凝土的抗压强度  20
    2.4.3 高温抗拉强度  20-21
  2.5 钢筋的高温力学性能  21-25
    2.5.1 高温下钢筋的强度  21-23
    2.5.2 高温下钢筋的应力—应变关系  23
    2.5.3 高温下钢筋的弹性模量  23-25
第3章 混凝土与钢筋的黏结力  25-33
  3.1 黏结作用  25
  3.2 黏结力的组成  25-26
  3.3 黏结机理  26-30
    3.3.1 光圆钢筋的黏结破坏  26-27
    3.3.2 变形钢筋的黏结破坏  27-28
    3.3.3 影响黏结强度的因素  28-30
  3.4 黏结应力—滑移本构模型  30-33
    3.4.1 极限黏结强度的计算  30-31
    3.4.2 τ-s曲线方程  31-33
第4章 高温后钢筋混凝土黏结性能试验研究  33-48
  4.1 试验设计  33-35
    4.1.1 试验总述  33-34
    4.1.2 试件制作  34
    4.1.3 试验设备  34-35
  4.2 试验结果  35-41
    4.2.1 试验现象  35
    4.2.2 试验数据  35-41
  4.3 试验结果分析  41-48
    4.3.1 不同温度下τ-s曲线  41-43
    4.3.2 不同温度下τ-s本构模型  43-44
    4.3.3 黏结应力温度折减系数  44
    4.3.4 黏结力随温度变化情况  44-48
第5章 受弯构件高温后极限承载力计算的研究  48-54
  5.1 常用计算方法  48-51
    5.1.1 基本假定  48
    5.1.2 计算方法  48-51
  5.2 考虑黏结应力折减的实用计算  51-54
    5.2.1 高温后的锚固抗力  51-52
    5.2.2 对原计算方法的修正  52-54
第6章 结论及展望  54-56
  6.1 结论  54
  6.2 展望  54-56
参考文献  56-60
硕士期间发表的论文及从事的科研工作  60-61
致谢  61

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