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文档简介

钢筋混凝土简支梁内钢筋非接触搭接性能的试验的研究山东大学硕士学位论文摘要钢筋混凝土是土木行业中广泛应用的工程材料,在混凝土施工过程中,存在大量的钢筋连接问题,其中常用的三种钢筋搭接方式为绑扎搭接、焊接和机械连接。钢筋绑扎搭接施工简便,性能可靠,广泛应用于施工。本文主要讨论钢筋混凝土梁中的钢筋非接触搭接问题。钢筋非接触搭接是指搭接钢筋之间存在一个不小于混凝土粗骨料大小的净距,混凝土能够完全握裹钢筋,两根相向钢筋通过混凝土对各自的锚固粘结传力,传力原理比钢筋接触搭接要好。但是,我国至今这方面的研究很少,因此对钢筋非接触搭接的研究很有必要。本文的主要研究内容如下、根据试验目的,按受拉钢筋搭接方式的不同,设计了五根钢筋混凝土梁进行试验。、利用测得的搭接处钢筋的应变数据,对各级荷载下各试验梁搭接处的平一均粘结应力进行对比分析并得出了相应的结论。、利用测得的简支梁跨中截面受压区边缘的混凝土应变数据,对各级荷载下各试验梁进行对比分析并得出了相应的结论。、利用测得的简支梁跨中截面的混凝土应变数据,得到各试验梁跨中截面的混凝土受压区高度并对其进行对比分析,得出了相应的结论。、利用测得的简支梁跨中挠度数据,对各试验梁跨中挠度进行对比分析并得出了相应的结论。、利用测得的简支梁四分之一跨挠度数据,对各试验梁搭接处挠度进行对比分析并得出了相应的结论。山东大学硕士学位论文本文通过对试验梁的各项相关性能进行对比分析以后,得出如下结论钢筋采用适当搭接接头百分率的非接触搭接有效而且可行。关键词简支梁钢筋混凝非接触钢筋搭接接触钢筋搭接山东大学硕士学位论文,山东大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的走容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。期塑竺塞兰里关于学位论文使用授权的声明本人同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的印刷件和电子版,允许论文被查阅和借阅本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。保密论文在解密后应遵守此规定导师签名论文作者签名猛酗山东大学硕士学位论文。曼曼曼曼曼曼曼曼曼一第一章研究背景钢筋连接随着我国建筑业和经济形势的不断发展,整体性更好的现浇钢筋混凝土工程日益增多,在现浇钢筋混凝土结构中,受力钢筋的连接难以避免,钢筋的连接方式成为影响工程结构质量、进度、投资、操作方便程度等的重要因素之一。钢筋连接的要求任何形式的钢筋连接性能都比整体钢筋的性能差,为保证钢筋混凝土结构中钢筋的受力承载性能,钢筋的连接区段与整体钢筋相比,应有相似的传递应力的性能,应能够保持钢筋连接后的强度、刚度变形模量、延性伸长率和冷弯性能、恢复性能残余应变、耐久性接头位置的钢筋保护层厚度较小影响耐久性和抗疲劳性能等。通过接头间接传力的钢筋连接,无论采用何种形式的钢筋接头,都应尽量设置在受力较小处,同一根钢筋应少设接头,接头位置应相互错开,钢筋连接接头区域应采取必要的构造措施。钢筋连接方式当前常用的钢筋连接方式主要有搭接、焊接、机械连接等。搭接绑扎搭接连接是通过钢筋与混凝土之间的粘结力来传递钢筋应力的方式。两根相向受力的钢筋分别锚固在搭接连接区段的混凝土中而将力传递给混凝土,从而实现钢筋之间应力的传递。相互搭接的变形钢筋由于横肋斜向挤压椎楔作用造成的径向推力引起了两根钢筋的分离趋势,两根搭接钢筋之间容易出现纵向劈裂裂缝,甚至因两筋分离而破坏,因此必须保证强有力的横向钢筋或配箍约束。焊接焊接连接是受力钢筋之间通过熔融金属直接传力。若焊接质量可靠,则不存在强度、刚度、恢复性能、破坏性能等方面的缺陷,是比较理想的连接方式。焊山东大学硕士学位论文接的方式主要有闪光对焊、电弧焊、电渣压力焊、气压焊、电焊等多种形式,可实现不同情况下的钢筋连接。影响钢筋焊接质量的因素也很多,如电压、气候、环境、施工条件和操作水平等,施工队伍的素质和管理水平也还很难做到确保施工质量。另外焊接热量会影响钢筋材质,改变其力学性能。而且目前尚无简便有效的检测手段,如虚焊、气泡、夹渣、内裂缝等缺陷以及内应力还很难通过现场检测加以消除。机械连接机械连接是近年来发展起来的一种钢筋连接方式,通过连贯于两根钢筋之间的套筒来实现钢筋的传力,是间接传力的一种形式。钢筋与套筒之间的传力可通过挤压变形的咬合、螺纹之间的楔合、灌注高强胶凝材料的胶合等形式实现。机械连接的主要方式有径向和轴向挤压连接、锥螺纹连接、镦粗直螺纹连接、滚轧直螺纹连接等形式。绑扎搭接连接绑扎搭接连接通过钢筋与混凝土之间的粘结力传递钢筋应力,两根相向受力的钢筋分别锚固在搭接连接区段的混凝土中,由混凝土实现钢筋之间应力的传递眩。根据两根相向受力钢筋间距的大小,绑扎搭接可以分为接触搭接和非接触搭接。目前,在实际工程中常采用接触搭接,即两根相向受力钢筋用细钢丝绑扎在一起。非接触搭接的特点为两根连接的钢筋之间有一定的间距。现行的规范、规定以及进行的研究主要是针对接触搭接。搭接连接相对于焊接连接,其效果比较稳定,施工比较方便,不需特殊的技术,因而应用非常广泛,至今仍是纵向钢筋连接的主要形式,但有其适用范围和限制条件。当受拉钢筋直径和受压钢筋直径时,不宜采用搭接连接轴心受拉和小偏心受拉杆件如混凝土屋架、桁架和拱结构的拉杆等的纵向受拉钢筋不允许采用搭接连接。由于搭接连接通常采用将两根钢筋并在一起用细钢丝绑扎的工艺,因此习惯将搭接连接称为绑扎搭接。施工时所做的“绑扎”仅仅是简单的固定措施,搭接连接传力不是靠“绑扎起作用。由于钢筋通过搭接接头传力的性能总不如整根钢筋,而且搭接区钢筋构造复山东大学硕士学位论文杂,钢筋相对密集,在浇筑混凝土时易形成孔洞,因此钢筋搭接区是混凝土构件的薄弱环节。年月,台湾发生级地震,“博士的家”在地震中倒塌图、图,造成严重的损失,并致使人不幸丧生,人失踪,人受伤。从图中,我们可以清晰的看到,柱中纵向钢筋没有被拉长的迹象,柱中纵向钢筋并末技生屈服,在钢筋应力尚未达到屈服强度之前,柱已经因钢筋搭接不可靠而发生破坏。“千里之堤,溃于蚁穴”钢筋的搭接问题应该引起我们的重视。咿叫,每秒盯。节盯,一新臣房屋例塌时的照片醋一根遗柱照片绑扎搭接的构造要求关于纵向受拉钢筋绑扎搭接接头的搭接长度纵向受拉钢筋绑扎搭接接头的搭接长度,应根据位于同连接区段内的钢筋山东大学硕十学位论文搭接接头面积百分率按下列公式计算毒抗震搭接长度按下列公式计算乞式中纵向受拉钢筋的搭接长度,纵向受拉钢筋的抗震搭接长度厶一纵向受钢筋的锚固长度。纵向受钢筋的抗震锚固长度表纵向受拉钢筋搭接长度修正系数纵向钢筋搭接接头面积百分率在同一连接区段内纵向受拉钢筋绑扎搭接接头应相互错开如果搭接钢筋排列较密,可能会产生劈裂破坏,如果同一截面上钢筋搭接数量过多,破坏产生的可能性也相应加大。因此,钢筋的搭接接头在同一连接区段应尽可能错开设置,避免采用首尾相接。将相邻搭接接头保持一定的距离,可有效防止在接头处的应力集中导致混凝土开裂。同时规范要求位于同一连接区段内的受拉钢筋搭接接头面积百分率对梁类、板类及墙类构件,不宜大于对柱类构件,不宜大于。当工程中确有必要增大受拉钢筋搭接接头面积百分率时,对梁类构件,不应大于对板类、墙类及柱类构件,可根据实际情况放宽。纵向受拉钢筋的搭接长度构件中的纵向受拉钢筋,当采用搭接连接时,其受压搭接长度不应小于纵向受拉钢筋搭接长度的倍,且在任何情况下不应小于。该规定不适用于抗震设计的承受周期性往复荷载作用的框架梁、柱和剪力墙构件中的受力钢筋。在纵向受力钢筋搭接长度范围内应配置加密箍筋当采用搭接连接时,由于作用于搭接接头端部混凝土的劈裂应力要比中部大,搭接接头部位的混凝土容易开裂,且裂缝宽度比非接头部位要宽。箍筋类横向钢筋可以提高混凝土对纵向受力钢筋的粘结强度,延缓内裂缝的发展和限制构件表面劈裂裂缝的宽度,改善搭接连接效果。规范要求在纵向受力钢筋搭接长度范围内应配置箍筋,其直径不应小于搭接钢筋较大直径的倍。当钢筋受拉时,箍筋间距不应大于较小直径的倍,山东大学硕士学位论文曼曼皇曼皇皇量皇皇皇曼曼曼曼皇曼舅曼皇皇曼量曼蔓曼詈曼舅一一一一一且不应大于当钢筋受压时,箍筋间距不应大于搭接钢筋较小直径的倍,且不应大于。当受压钢筋直径时,尚应在搭接接头两个端面夕范围内各设置两道箍筋。搭接破坏原理分析钢筋搭接连接可以看作是两根钢筋分别在混凝土中的锚固,钢筋与混凝土的粘结锚固作用由部分组成胶结、摩阻和咬合。胶结力是水泥石与钢材表面的化学吸附力,其数值较小,约为/,一旦界面发生滑移,胶结作用即告丧失且不再恢复。摩阻力是滑移后在界面上产生的力,与钢筋表面粗糙度有关,摩擦系数约为。随滑移加大或反复加载次数增加,表面磨平后退化为原值的左右,咬合力是靠钢筋外形变化和楔入其间的混凝土咬合齿实现锚固的,其数值很大,是构成锚固力的主要成分,但随着咬合齿受力后的挤压、破碎和剪断,其作用也逐渐衰减。在钢筋混凝土结构中,变形钢筋粘结强度主要取决于钢筋表面突肋与混凝土的机械胶合力,在加载初期,胶结力起主要作用,但是由于钢筋与混凝土之间的胶结力强度很小,不大的钢筋应力即足以产生使胶着力破坏的局部滑移。若相对埋长较大,砼强度等级较高,则钢筋屈服可能先于粘结破坏。乏蓉餮尹移刃彻刀功/刀册刀劢。/可/氏/嘣钯鼬埘它以伪缱谚翻毛伊沉/。/斜向挤压应力搭接范围内混凝土的破坏搭接连接示意图为钢筋搭接连接示意图随荷载增大胶合力破坏后钢筋开始滑移,肋对砼的挤压作用及钢筋与周围砼山东大学硕士学位论文的摩擦力构成了滑动阻力的主要部分。肋的斜向挤压力产生的楔作用,挤压力的径向分量使外围砼环向受拉。砼逐渐被挤压成粉末而密实地嵌固在肋的根部。在此过程中,斜向挤压力的作用方向不断调整。当嵌固在肋根部的砼粉末物与钢筋的纵向倾角为。时,将形成新的滑移面。钢筋肋对砼的斜向挤压力不仅使砼被压碎,同时使外围砼产生内部斜裂缝及径向裂缝。内裂缝的出现和发展使钢筋有可能沿新的滑移面产生较大的相对滑移。随着荷载的增大,内裂缝向纵深及试件表面发展,滑移增大,使肋与砼更为挤紧,挤压力及摩擦力增大。随挤压力增大,砼横向拉应变增大。当径向裂缝到达试件表面时,砼达到极限拉应变,加载端出现纵向劈裂裂缝,并迅速发展到自由端,产生突然的脆性破坏而达到极限粘结应力。加载端劈裂裂缝的出现并不表明粘结强度的耗尽,而是表明加载端处遭到局部破坏。埋长越长,加载端劈裂裂缝出现相对越早,应力峰值的内移就越多,劈裂部分的粘结应力就越小,试件的平均强度就越低。当砼受到横向约束时,如砼保护层较大、有侧向压力或配有横向钢筋时,变形钢筋的粘结破坏将是另一种形态。在内裂缝出现以前,横向钢筋的存在对粘结滑移曲线并无明显影响,横向钢筋基本不起作用。但内裂裂缝出现以后,其发展则由于横向钢筋的约束而受到限制,粘结滑移曲线的斜率增大。开裂粘结应力也较无横向钢筋试件有较大提高,极限粘结强度时的相对滑移也显著增大。横向钢筋应力的增大开裂粘结强度后,加载端和延缓了劈裂裂缝的发展,使外围砼不致很快崩裂。自由端的滑移急剧增大。而且自由端的发展更快,趋近于加载端滑移。极限荷载的出现是由于剪切强度的耗尽,此时钢筋徐徐拔出,产生刮犁式破坏,钢筋与砼发生沿肋外径柱面上的剪切滑移。钢筋被徐徐拔出的过程中,虽然滑移不断增大,但粘结是两根钢筋分别在混凝土中的锚固,通过混凝土对两根钢筋的粘结力,将一根钢筋的应力通过混凝土传递给另一根钢筋,实现两根钢筋内力的连续。当受拉钢筋采用搭接连接时,两根钢筋的受力方向相反,在搭接区域两根钢筋之问的混凝土受到两根钢筋方向相反肋的斜向挤压力作用。斜向挤压力可分解为纵向分力和径向分力,纵向分力使搭接范围内两根钢筋之间的混凝土受到剪切作用,径向分力使包裹钢筋的混凝土受环向拉力,两种分力的共同作用结果实质为斜向挤压力作用,通常使混凝土沿钢筋方向发生剪切、劈裂破坏,从纵向钢筋搭接接头的端部开始,钢筋出现滑移甚至甚至被拔出,最终导致搭接连接的彻东大学硕学位论文曼曼曼曼曼皇曼曼曼曼曼曼皇曼曼皇曼曼曼底破坏。图为钢筋搭接连接示意。非接触搭接连接根据前面的分析,可以看出钢筋搭接连接可看作是两根钢筋分别在混凝土中的锚固,资料显示,当埋入长度三与钢筋直径之比大于时,混凝土保护层和钢筋之间净距离越大,钢筋与混凝土之间的粘结强度越高,因此,从理论上来说,非接触搭接能够保证钢筋周围有混凝土完全包裹,从而能更好地传力。陈青来教授在钢筋混凝土结构平法设计与施工规则一书中提出了非接触搭接这一概念,并给出了非接触搭接的具体形式。非接触搭接方式使混凝土能够与搭接范围内所有钢筋的全表面充分粘结,实现混凝土对钢筋的完全握裹,使混凝土对钢筋产生足够高的锚固效应,进而使锚固达到“足强度,从而实现对受拉钢筋的可靠锚固,最后实现搭接钢筋应力的传递,完成有效、可靠的钢筋搭接连接。非接触搭接有两种形式,分别是同轴非接触搭接和平行轴非接触搭接。同轴非接触搭接适用于梁的纵向钢筋,柱的角筋,剪力墙端柱、暗柱的角筋,剪力墙连梁、暗梁的纵向钢筋,等等平行轴非接触搭接适用于梁的侧面筋,柱的中部筋,剪力墙端柱、暗柱的端部筋,剪力墙墙身的竖向和横向受力筋,等等。非接触搭接形式的构造如图所示。目前我国很少进行非接触搭接的试验研究,在实际工程中也难寻应用实例,因此,对于非接触搭接的性能是否与理论分析的一致,亟需开展试验研究。本论文拟通过接触搭接与非接触搭接的简支梁,对接触搭接与非接触搭接的性能进行一个对比性的研究,以期对钢筋的搭接连接有一个更深入的了解。山东大学硕士学位论文卜斗叫寻寻一纵向钢筋同轴非接触搭接连接构造卜产斗一缓之较水者纵向钢筋平行轴非接触搭接连接构造图非接触搭接形式的构造图本论文的研究任务及创新点本论文有两个主要任务研究非接触搭接方式的有效性非接触搭接与接触搭接两种搭接方式对钢筋混凝土构件性能影响的差异。本论文的创新点可能是国内首批以足尺试验方式研究非接触搭接的论文之一。钢筋混凝土结构是一种离散性很强的结构,单从理论上对其进行分析进而得出的结论在某种程度上只能用作参考,本论文通过制作足尺的试验模型进行试验,通过分析试验数据的方法得到相关结论,克服了理论分析的不足之处。本论文在数据分析时,引入了平均粘结应力的概念,使得可以对搭接处钢筋预混凝土之间的粘结应力进行量化分析,从而使得到的结论更清晰。【东大学硕士学位论文第二章钢筋混凝土简支梁对比试验梁的试验模型本论文共制作了五根钢筋混凝土梁。简支梁采用矩形截面,配有受拉钢筋、架立筋和箍筋。纵向受拉钢筋配筋率,混凝土保护层厚度。实验梁的几何尺寸相同,但受拉钢筋配置不同。简支梁概况详见表,梁内钢筋配置详见详见图至图。实验在山东大学土建与水利学院道路结构专业实验室进行。本文试验梁编号分别为、,其中、梁内钢筋接头百分率为,、梁内钢筋接头百分率为,梁为钢筋全部贯通的简支梁,起对比作用。表简支梁概况梁号截面尺寸搭接形式接头百分率钢筋搭接长度搭接钢筋净距接触搭接非接触搭接接触搭接“非接触搭接钢筋贯通山东大学硕士学位论文图粱配筋图一,/,/,/,蚀一逋己邑】宫山东大学硕士学位论文图梁配筋图图梁配筋图山东大学硕士学位论文图梁配筋图口图钢筋断面图山东大学硕士学位论文曼曼曼曼曼曼蔓曼曼曼曼曼曼曼鼍曼曼曼皇曼曼曼曼曼皇曼皇基皇曼皇曼皇曼皇曼皇曼皇曼鼍曼曼曼曼曼毫曼皇曼鼍曼曼曼量曼量皇试件的材料性能混凝土混凝土采用商品混凝土。混凝土强度的测定混凝土立方体抗压强度实验立方体六块,养护天。实验过程中连续加载,每秒。当试件接近破坏开始急剧变形时,停止加载,直至破坏,记录破坏荷载。图为实验装置以及混凝土试块。图实验装置以及混凝土试块根据实验记录数据,整理得表。表混凝土立方体抗压强度实验数值试件编号压力机读数刚立方体抗压强度/取其平均值作为立方体抗压强度,即厶/。钢筋简支梁中架立筋、箍筋采用级光圆钢筋,受拉钢筋采用级变形钢筋。钢筋的材料性能见表。表钢筋性能参数【钢筋型号屈服强度标准值/抗拉强度标准值/山东大学硕士学位论文试验的准备工作应变片测点布置在本试验中,根据试验目的,简支梁搭接位置处的每根钢筋上均布置了五片应变片。所有试验梁表面跨中位置处均布置了片应变片。应变片的详细布置图如图所示。位移计测点布置百分表最大量程为,精度为/。百分表布置于加载点和跨中处。详细布置如图所示。加载装置试验加载装置如图所示。采用吨液压千斤顶加载,所用应变仪为型静态应变仪。加载方式实验采用两点对称加载,加载点位于梁净跨/处。试验加载程序分为预加载、正式加载、破坏加载三个阶段。预加载的目的、检验试件各部分接触是否接触良好,已进入正常工作状态,荷载与变形关系是否已趋于稳定、检验试验装置的可靠性、检验测量仪器是否正常工作、检验现场组织工作和人员的工作情况,起演习作用。通过预加载可以找出一些试验中存在的问题,并在正式试验之前加以解决,对保证试验顺利进行具有重要意义。山东大学硕士学位论文爱妇翟瓤萋广一“黪。计尊赫鲫魁蝌埘。玉麓。,。自黧曩一趣罂糍斟,滋缀羹嫩黟/行。蛰,。糍蘑。,”鼍哆攀岛熄,。鹭自飙妒。珊,卿嘲魉群蹙三二。省器黪。一苡一,山东大学硕士学位论文/荷载作用点,/艘圪,目吲嗽审礅审撇始匹矗广一一一,一一应变片一。嗲图试验模型山东大学硕士学位论文第三章理论计算对于梁白重的分析处理设钢筋混凝土简支梁密度为/,则由自重产生的均布荷载为/,由其产生的跨中弯矩为三若集中荷载为时,产生的跨中弯矩为。根据梁的设计,在钢筋搭接处,梁自重产生的弯矩要小于跨中弯矩,而由荷载产生的弯矩为,因拟进行的是对比试验,且梁自重引起的弯矩值不大,为研究方便,在分析中可忽略梁自重影响,即认为所研究的简支梁内的搭接段处于纯弯段,且其承受的弯矩在整个搭接段内保持不变。忽略梁自重的影响,可得出简支梁在承受实验设计荷载时的弯矩示意图,如图所示。图镯支粱弯矩示意图。开裂荷载、极限荷载的理论计算抗裂弯矩砧的计算采用的是钢筋混凝土构件抗裂度计算的实用方法用。一矿一芑,一,一厩巧川吼一警式中一每言即含】,为截面弹塑性抵抗矩与弹性抵抗矩的比值,查表得矩形截面的,值为山东大学硕士学位论文五为混凝土抗拉强度混凝土抗拉强度五与立方体抗压强度厶之间常用费烈/公式表示它们之间的关系六观扔为简支梁截面宽度为简支梁截面高度撕。/将各数据代入公式,经计算得出实验简支梁的开裂荷载理论计算值/极限荷载理论值的计算允允相对界限受压区高度言/瓦之妄。/石面赫。一鼠一受压区高度丛型兰璺兰极限弯矩眠一一半声四极限荷载尸帆/但是由于在梁的受压区架立钢筋的存在,架立钢筋必然会分担梁的受压区内一部分压力,因此,极限荷载的值应略大于。受拉钢筋屈服的判定本文所描述的试验采用的纵向受拉筋为,屈服强度取/,弹一,当应变超性模量取木/,则其极限拉应变五丽。时,认为钢筋屈服。数据分析坐标系的建立为了研究钢筋混凝土简支梁内搭接部位上下部钢筋的受力情况,以上部钢筋的搭接始端为起点,以搭接始端与末端的连线为坐标横轴正方向,以钢筋应力为坐标纵轴,拉应力为正。坐标系建立情况如图所示。山东大学硕士学位论文为了研究钢筋混凝土简支梁承受外部荷载时,梁跨中截面混凝土应变情况,以跨中截面几何中心为原点,横向为轴,纵向为轴建立坐标系,坐标系建立情况如图所示。岬耩黼剿嘲蛹瞒氟,譬篙拳毽姜薹圣薹耋翟墨萄霸粼常霉睁群躺图坐标示意图山东大学硕士学位论文第四章数据分析方法在本论文中,多荷载共分六级,分别为,。,。根据钢筋混凝土结构设计原理,对于钢筋混凝土适筋梁,从开始加载到正截面完全破坏,截面的受力状态可可以分为三个阶段截面丌裂前的阶段,从截面开裂到受拉区纵向受拉钢筋开始屈服的阶段,破坏阶段。经计算,开裂荷载理论值为,承载力试验荷载值为。当加载值小于时,钢筋混凝土梁下截面未开裂,属于截面开裂前的阶段当加载值大于而小于时简支梁处在截面丌裂到受拉区纵向受拉钢筋开始屈服的阶段当加载值大于时,简支梁进入破坏阶段。在本论文中,主要进行的是对比分析,分别是搭接接头百分率均为的非接触搭接梁,与接触搭接梁的对比分析。搭接接头百分率均为的非接触搭接梁,与接触搭接梁的对比分析。搭接接头百分率为的非接触搭接梁,与搭接接头百分率为的非接触搭接梁的对比分析。采用钢筋搭接的、梁,与采用钢筋贯通的梁的对比分析。在本论文中,得到的数据共有三类,分别是各级荷载下简支梁的钢筋搭接范围,在钢筋粘贴应变片点的钢筋应变。各级荷载下简支梁两侧及顶部和底部跨中截面位置的混凝土应变。各级荷载下梁的挠度数据。对于第一类数据的处理方法钢筋搭接连接的基本原理,是两根钢筋分别在混凝土中的锚固,通过混凝土对两根钢筋的粘结力,将一根钢筋的应力通过混凝土传递给另一根钢筋,实山东大学硕士学位论文现两根钢筋内力的连续。无论是接触搭接还是非接触搭接,如果以简支梁搭接段的钢筋为研究对象,如图所示,以搭接段自由端为起点,搭接段钢筋的任意一个截面为终点取一段钢筋,如图截面,对该段钢筋作受力分析,如图所示,在该段钢筋上,钢筋承受两种力,拉应力和钢筋与混凝土之间的粘结应力,为了便于分析,我们将整个所取钢筋段上的粘结应力稍化成一个合力,作用在所取截面上,如图所示。,二一。一二二。,一一是图搭接处钢筋受力分析图在本论文中,设计了五根简支梁,在每根梁的搭接段钢筋上粘贴应变片,测量荷载作用下搭接处钢筋的应变。根据得到的钢筋应变,可以建立截面处的平衡方程/对于粘结力,由于在搭接段上粘结应力是一个变量,因此,引入平均粘结应力的概念,得到以下公式蒯/吼万/同时,在钢筋未屈服的条件下,将式代入式得/至此,在简支梁搭接处钢筋应变与搭接段平均粘结应力之间建立起联系。即可以通过对测得的钢筋应变来分析搭接段的粘结情况。山东大学硕士学位论文此外,对于接触搭接简支梁来说,搭接钢筋之间也存在缝隙,但这种缝隙是由于变形钢筋表面的月牙肋造成的,与非接触搭接钢筋之间的缝隙相比要窄得多,接触搭接钢筋之间的缝隙会造成混凝土无法浇筑到搭接钢筋之间。如图所示,因此,接触搭接简支梁内混凝土对搭接钢筋的握裹程度必然要低于非接触时混凝土对搭接钢筋的握裹程度。根据规定,钢筋表面横肋高取,纵肋高。取。因此试验中取接触搭接两根钢筋中心间距为,根据图所示计算,可得为度,因此,在下面的分析中,假定接触搭接简支梁内混凝土对搭接钢筋的握裹面积是非接触搭接简支梁内混凝土对搭接钢筋的握裹面积的。图钢筋接触搭接示意图对于第二类数据的处理方法首先通过分析各试验梁跨中截面受压区边缘的混凝土应变,可以得到试验梁跨中截面受压区的应力状态。通过应力状态分布可推测各试验梁的承载力状况。其次,如果将同一根简支梁在同级荷载下测得的跨中截面上各测点的混凝土应变连续作图可以得到该跨中截面的中性轴位置,通过比较中性轴位置,可以对各简支梁在各级荷载下的性能作进一步分析。对于第三类数据的处理方法对于试验获得的挠度数据,特别是进行与简支梁正常使用极限状态相关的跨山东大学硕士学何论文中挠度值的分析、比较,可以间接反映简支梁特定截面的刚度情况。因此,通过对该类数据的分析,可从特殊视角比较各简支梁的性能优劣。山东大学硕士学位论文第五章试验数据处理、分析及其结论非接触搭接梁与梁搭接处钢筋在各级荷载下的应变分析试验数据分析通过对接头百分率为的非接触搭接梁梁和接头百分率为的非接触搭接梁梁进行分级加载,测得梁与梁搭接处钢筋在各级荷载下的应变,根据得到的数据,得到了非接触搭接梁和梁在各级荷载下搭接处钢筋的应变示意图,如图所示。制争接墨加踟加应变片编号图梁搭接处上部钢筋在各级荷载下的钢筋应变示意图荽锹多蕾匠、砭变片编号图梁搭接处下部钢筋在各级荷载下的钢筋应变示意图山东大学硕士学位论文加惦咱、变片编弓图梁搭接处上部钢筋在各级荷载下的钢筋应变示意图知加踟郇如加一。【木制芝淫器加心变片编图梁搭接处下部钢筋在各级荷载下的钢筋应变示意图。结论从到得到的图中可以看出理论上讲,由于可以把简支梁内的钢筋搭接看作是两根钢筋在梁内的锚固,如图所示,因此,简支梁内搭接钢筋初始端应变片和应变片处的钢筋应变最大,搭接钢筋自由端即应变片和应变片处的钢筋应变应最小。从图至图中可以形象地看出,在各级荷载下,非接触搭接梁和梁搭接处上、下部钢筋的受力状态基本符合理论受力状态,因此从受力原理上来讲,非接触搭接是可行的。山东大学硕士学位论文图搭接处钢筋应力分布示意图根据测得的数据,在梁上,应变片处搭接处上部钢筋的初始端,当荷载为时,钢筋屈服在应变片处搭接处下部钢筋的初始端,当荷载为时,钢筋屈服。而在整个分级加载过程中,简支梁搭接段钢筋与混凝土之间的粘结正常发挥作用,没有发生粘结破坏。由此可以得出结论对于非接触搭接简支梁,搭接处钢筋的屈服发生在搭接处钢筋与混凝土粘结破坏之前,即认为非接触搭接是有效的。各级荷载下试验梁搭接处平均粘结应力的对比分析非接触搭接梁与接触搭接粱搭接处平均粘结应力的对比分析通过对非接触搭接梁梁和接触搭接梁梁进行分级加载,测得梁与梁搭接处钢筋在各级荷载下的应变,根据得到的数据,得到了非接触搭接梁和接触搭接梁在各级荷载下搭接处钢筋的应变示意图。荷载为时梁与梁搭接处平均粘结应力的对比分析图荷载为时梁与梁搭接处上部钢筋的应力对比东大学硕士学位论文当外加荷载为时,此时外加荷载为极限荷载的,从试验得到的时简支梁搭接处钢筋的应变及所作的应变比较图中可直观看到对于搭接处上部钢筋,两条应变曲线在靠近应变片处搭接段中点相交。从搭接初始段至应变曲线交点,非接触搭接梁梁的钢筋应变小于接触搭接梁梁的钢筋应变。在两梁搭接处相同位置任意取搭接钢筋的一个截面,该截面至搭接自由端应变片处的长度为厶,假定梁的钢筋应力为嘞,梁的钢筋应力/木木,可以得到,根据公式吼宰,争即非接触搭接梁梁的搭接处的平均粘结应力小于接触搭接梁梁搭接处的平均粘结应力。在应变片处,梁的应变为一,梁的应变为,取接触搭接简支梁内混凝土对搭接钢筋的握裹面积是非接触搭接简支梁内混凝土对搭接钢筋的有效握裹面积的,则代入公式幸/宰计算詈一鬈幸警】在立变片州接触搭接梁钢筋与混凝土之间的平均粘结应力仅为接触搭接梁的。从应变曲线交点至搭接自由端,非接触搭接梁梁的钢筋应变大于接触搭接梁梁的钢筋应变。在应变片处,梁与梁搭接处应变差值接近于最大值,梁的应变为一,梁的应变为一,取接触搭接简支梁内混凝土对搭接钢筋的握裹面积是非接触搭接简支梁内混凝土对搭接钢筋的握裹面积的,代入公疬叫秽时算詈罴半警棚撒触搭接釉梁的搭接处的平均粘结应力为接触搭接梁梁搭接处的倍。从另一角度来看,如果梁搭接处的平均粘结应力等于梁搭接处的平均粘结应力,则根据公式以车/木木,。粤争号拿堕娶堕,可以推算出接触搭接简支梁内混凝土对。一山东大学硕十学位论文搭接钢筋的握裹面积是非接触搭接简支梁内混凝土对搭接钢筋的握裹面积的。荷载为时梁与梁搭接处平均粘结应力的对比分析图荷载为时梁与梁搭接处上部钢筋的应力对比当外加荷载为时,此时外加荷载为极限荷载的,从试验得到的时简支梁搭接处钢筋的应变及所作的应变比较图中可以得出在该级荷载下,对于搭接处的上部钢筋来说,在整个搭接段,非接触搭接梁梁的钢筋应变均大于接触搭接梁梁的钢筋应变,在两梁搭接处相同位置任意取搭接钢筋的一个截面,该截面至搭接自由端应变片处的长度为,假定梁的钢筋应力为,梁的钢筋应力为,可以得到,取接触搭接简支梁内混凝土对搭接钢筋的握裹面积是非接触搭接简支梁内混凝土对搭接钢筋的握裹面积的应变片处梁的应变为,梁的应变为。,则代入公式砘憎/姚署麓丰警,睚贼臌排接触搭接梁钢筋与混凝土之间的平均粘结应力为接触搭接梁的倍。应变片处梁的应变为一,梁的应变为一,则代入公式两嘭婶四计算詈裟等“且口在立变片处非接触搭接梁钢筋与混凝土之间的平均粘结应力为接触搭接梁的倍。山东大学硕士学位论文。曼曼曼曼从另一角度来看,如果梁搭接处的平均粘结应力等于梁搭接处的平均粘结应力,则根据公式吼母/术水,应变片处詈百丽。应变片处旦王。奠鱼旦。呸可以推算出接触搭接简支梁内混凝土对搭接钢筋的握裹面积是非接触搭接简支梁内混凝土对搭接钢筋的握裹面积的应变片处或者是应变片处。荷载为时梁与梁搭接处平均粘结应力的对比分析图荷载为时梁与梁搭接处上部钢筋的应力对比当外加荷载为时,此时外加荷载为极限荷载的,从试验得到的时简支梁搭接处钢筋的应变及所作的应变比较图中可以看出,外加荷载为钢筋应变曲线的变化规律类似于上一级荷载。用同样的分析方法,得到以下数据取接触搭接简支梁内混凝土对搭接钢筋的握裹面积是非接触搭接简支梁内混凝土对搭接钢筋的握裹面积的在应变片处,梁的应变为,梁的应变为,则代入丝水一一一一公式吼宰/木计算,即在应变片处,非接触搭接梁钢筋与混凝土之间的平均粘结应力为接触搭接梁的倍。在应变片处,梁的应变为一,梁的应变为一,则代入公式山东大学硕士学位论文叫竹宰蚍计算署面宰警,虽口在应变片则接触搭接梁钢筋与混凝土之间的平均粘结应力为接触搭接梁的倍。从另一角度来看,如果梁搭接处的平均粘结应力等于梁搭接处的平均粘结应力,则根据公式吼木/宰木,应变片处导寻妾罢丽一应变片处旦生量辛量旦墨吼可以推算出接触搭接简支梁内混凝土对搭接钢筋的握裹面积是非接触搭接简支梁内混凝土对搭接钢筋的握裹面积的应变片处或者是应变片处。荷载为时梁与梁搭接处平均粘结应力的对比分析图荷载为时梁与梁搭接处上部钢筋的应力对比当外加荷载为时,此时外加荷载为极限荷载的,从试验得到的时简支梁搭接处钢筋的应变及所作的应变比较图中可以得出对于搭接处的上部钢筋,两条应变曲线在靠近应变片处相交。从搭接初始端至应变曲线交点,非接触搭接梁梁的钢筋应变大于接触搭接梁梁的钢筋应变。在两梁搭接处相同位置任意取搭接钢筋的一个截面,该截面至搭接自由端应变片处的长度为“,假定梁的钢筋应力为,梁的钢筋应力为。如,可以得到瓯,山东大学硕士学位论文在应变片处,梁的应变为,梁的应变为一,取接触搭接简支梁内混凝土对搭接钢筋的握裹面积是非接触搭接简支梁内混凝土对搭接钢筋的握裹面积的,则代入公式呸木/木士计算器幸挈州嗽姊则愀黼煳躺燃技间的平均粘结应力为接触搭接梁的倍。从另一角度来看,如果梁搭接处的平均粘结应力等于梁搭接处的平均粘结应力,则根据公式吼幸/木宰,韭,量量。量墨,可以推算出接触搭接简支梁内混凝土对搭接钢筋的握裹面积是非接触搭接简支梁内混凝土对搭接钢筋的握裹面积的。从应变曲线交点至搭接自由端,非接触搭接梁梁的钢筋应变小于接触搭接梁梁的钢筋应变,在两梁搭接处相同位置任意取搭接钢筋的一个截面,该截面至搭接自由端应变片处的长度为厶,假定梁的钢筋应力为嘞,梁的钢筋应力为,可以得到,风即非接触搭接梁梁的搭接处的平均粘结应力小于接触搭接梁梁搭接处的平均粘结应力。在应变片处,梁的应变为,梁的应变为一,取接触搭接简支梁内混凝土对搭接钢筋的握裹面积是非接触搭接简支梁内混凝土对搭接钢筋的握裹面积的。则代入公式奉/木木计算器挈,即在立变片州僦搭接梁钢筋与混凝土之间的平均粘结应力仅为接触搭接梁的。山东大学硕十学位论文荷载为时梁与梁搭接处平均粘结应力的对比分析图荷载为时梁

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