冲击荷载作用下钢筋锚固长度试验及设计方法研究

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钢筋混凝土因其良好的耗能性能成为抗冲击基础设施中最广泛使用的建筑材料之一。钢筋在混凝土中的细部构造是增加结构延性和完整性的关键。因此,有效的锚固长度使得钢筋与混凝土之间达到良好的粘结性能在结构构件中发挥着至关重要的作用。但是,目前国内外锚固长度计算模型大多数基于静载试验结果。本文通过试验结合非线性数值分析进行了冲击荷载作用下钢筋的锚固长度设计方法研究,主要内容如下:首先,通过冲击荷载作用下钢筋混凝土梁的非线性数值分析,介绍了一种基于碰撞过程中能量守恒的抗冲击设计方法,提出了冲击荷载作用下考虑材料应变率效应和箍筋约束效应的钢筋混凝土梁跨中挠度计算模型。其次,进行了16根纵筋部分锚固在梁端和24根纵筋搭接在跨中的钢筋混凝土梁落锤冲击试验,研究了纵筋直径及其锚固长度、纵筋锚固方式及其锚固位置在不同冲击高度和冲击锤重下对钢筋混凝土梁动力粘结性能的影响。试验获得了冲击力时程曲线、跨中位移时程曲线、纵筋应变时程曲线、梁的裂缝分布图和典型的破坏模式。最后,通过试验结果验证了基于能量守恒的抗冲击设计方法的适用性。同时,提出并验证了考虑冲击荷载作用下混凝土抗拉强度的应变率效应和钢筋动态屈服强度的锚固长度动态增大系数。而且考虑冲击破坏对粘结强度的影响,修正了国内外规范中受拉钢筋锚固长度的计算公式,使其能合理的预测冲击荷载作用下钢筋的锚固长度。
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