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活性粉末混凝土(RPC)是一种新型材料,具有良好的物理力学性能。用活性粉末混凝土代替普通混凝土进行结构设计,可以使结构轻型化。目前,钢筋与活性粉末混凝土的粘结性能尚缺乏系统的研究。基于普通混凝土与活性粉末混凝土的力学性能差异,钢筋与普通混凝土的粘结性能试验研究结果并不适用于活性粉末混凝土。本论文对钢筋与活性粉末混凝土的粘结性能进行了研究。研究成果如下:
1.明确了影响粘结强度的各种因素,如钢筋的表面形状、钢筋的直径、钢筋的埋长等,其影响规律与普通混凝土基本相同。
2.确定了极限粘接应力(τu)的试验数据回归公式τu=a1c/d-a21/d+a3。其中,a1、a2、a3是与钢筋的表面形状有关的常系数。
3.根据弹性力学厚壁圆筒理论,提出了极限粘接应力(τu)的理论计算公式:τu=(c+d/2)/d(sinβ+μcosβ)/(cosβ+μsinβ)ft/1.996。计算结果与试验值吻合较好。4.确定了各种直径的钢筋在活性粉末混凝土中的锚固长度:lα=αfy/ftd。其中,系数α与钢筋的表面形状有关。
5.通过对所测得的试验数据进行回归分析,建立了粘结应力(τ)~滑移(s)本构关系:τ=a1s-a2s2。其中,系数a1、a2与钢筋的表面形状、相对保护层厚度(c/d)和相对埋长(l/d)有关。
6.利用通用有限元软件ANSYS进行建模分析,对试验结果做出了进一步的验证。