轻质陶粒混凝土与钢筋粘结性能的试验分析

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作为轻质混凝土,陶粒混凝土比普通混凝土自重更低,用于建筑结构中能够较大程度地降低结构的重量,从而提高建筑的抗震性能。此外陶粒混凝土具有较好的耐久性,抗腐蚀能力强,抗火能力也比一般混凝土好。陶粒的来源比较广泛,大量的工业废料也可以是陶粒的制作原料,从而能够大大提高建筑物的经济性能。但目前陶粒混凝土在承重结构上的使用还相对较少,所以陶粒混凝土的研究落脚于承重结构上还有很长的路要走。而陶粒混凝土与钢筋能够协同工作的前提钢筋与陶粒混凝土在粘结上具有较好的性能。本文针对轻质陶粒混凝土在承重结构的应用问题,从钢筋混凝土的粘结理论出发,设计并完成密度为1800kg/m~3,强度为C30的陶粒混凝土与钢筋的拉拔试验,研究不同影响因素对粘结锚固性能的影响,本文选用的影响因素有锚固长度、钢筋直径以及混凝土的保护层厚度,并给出轻质陶粒混凝土的锚固长度的结构分析计算方法得出锚固长度计算值。论文的研究内容和结论如下:(1)设计不同配合比,并得到试验所用配合比,结果表明陶粒混凝土在强度满足C30的同时其容重能够成功降低到1800kg/m~3。(2)设计拉拔试验,研究不同影响因素对粘结性能的影响;可以得到如下结论:1)轻质陶粒混凝土与钢筋的粘结应力随着保护层厚度的增加而增加且粘结应力的增加和相对保护层厚度c/d成线性关系;2)锚固长度增大,钢筋和轻质陶粒混凝土的粘结应力减小;3)轻质陶粒混凝土与钢筋的粘结应力随钢筋直径的增大而减小,。(3)通过ABAQUS进行试验模拟并发现模拟与试验拟合度较高,能够准确模拟不同影响因素对粘结性能的影响。(4)处理并拟合试验数据,得到粘结应力的计算公式为:τu=(0.55+3.1d/la)(3.75+0.7c/d+18ρsv)fts(5)通过JC法和近似法计算轻质陶粒混凝土与钢筋的粘结强度,并得到轻质陶粒混凝土中,钢筋的锚固长度建议取值为18d。
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