【摘 要】
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随着抗震等级的提高,抗震设计要求增加建筑用钢量,客观上常导致普通钢筋配筋率变大,不仅会导致节点区钢筋密集,大幅增加了施工难度,工程质量难以保证,而且降低了经济性,特别是随着高强混凝土的推广应用,这一问题变得尤为突出。针对工程实践中存在的当钢筋使用密集时施工不便难以保证施工质量的问题,提出了将钢筋绑扎成束的配筋形式,我们称之为并筋,但并筋后钢筋与混凝土之间的有效接触面积减少,粘结性能相对变差。本文分
【基金项目】
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国家自然科学基金(51878260)
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随着抗震等级的提高,抗震设计要求增加建筑用钢量,客观上常导致普通钢筋配筋率变大,不仅会导致节点区钢筋密集,大幅增加了施工难度,工程质量难以保证,而且降低了经济性,特别是随着高强混凝土的推广应用,这一问题变得尤为突出。针对工程实践中存在的当钢筋使用密集时施工不便难以保证施工质量的问题,提出了将钢筋绑扎成束的配筋形式,我们称之为并筋,但并筋后钢筋与混凝土之间的有效接触面积减少,粘结性能相对变差。本文分析了国内外并筋的研究现状,重点关注并筋的粘结锚固性能。为研究并筋的粘结锚固性能,进行了57个拉拔试件和6个半梁式试件的并筋粘结锚固试验。试验中考虑了钢筋数量(单根钢筋、二并筋、三并筋)、试验方式(偏心拉拔、梁式试验)、钢筋直径(16mm、20mm、25mm)、混凝土强度(C30、C50、C70)、锚固长度(5d、10d)、钢筋位置(中部、角部)六个因素对钢筋粘结滑移性能的影响。基于单根钢筋粘结锚固性能,通过对比试验分析了并筋的粘结锚固性能和受力特点。试验结果表明:钢筋数量、试验方式、钢筋直径等因素都不会影响钢筋的粘结锚固受力;并筋根数越多,名义粘结强度降低;试验方式、锚固长度、钢筋直径、混凝土强度、钢筋位置等因素对并筋粘结强度的影响与单根钢筋相似,可以引用单根钢筋的试验研究结果分析并筋的粘结锚固性能。基于各国规范粘结强度经验公式和本文的试验数据分析,建议二并筋、三并筋的等效钢筋直径分别取值1.41和1.73,与前人的关于并筋的粘结滑移成果进行了对比,评价了本文试验数据,建议在锚固长度等构造用法计算时取等效直径,保持现有规范规定。当保护层厚度减小时,可适当延长并筋的锚固长度。在本文试验基础上,对以往单根钢筋和并筋的粘结锚固试验数据进行了数值统计分析,对比多个经验公式(徐有邻、ACI 408、fib模式规范)的粘结强度计算值,在此基础上提出合理性分析,评价了三个经验公式的安全性和适用性。结合粘结锚固数据库,基于徐有邻公式,增加钢筋直径和较大保护层厚度两个影响因素,提出了钢筋粘结强度建议计算公式,并分别与单根钢筋、二并筋、三并筋试验结果进行对比,结果表明该经验公式具有更好的准确性,离散性等大幅降低。最后对本文的研究成果进行了总结,并对以后的研究进行了展望。
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