间接搭接钢筋混凝土梁抗弯性能研究

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在钢筋混凝土结构中,搭接连接是一种常见的钢筋连接方式,由于其施工方便、可靠性较高等特点,在实际工程中被广泛地使用。在钢筋搭接中,搭接钢筋与其周围混凝土的粘结应力使得搭接钢筋之间能够实现应力的转移与传递。而钢筋的粘结应力受许多参数影响,例如混凝土保护层厚度、搭接钢筋间距、横向钢筋约束以及钢筋和混凝土的材料性能等。根据被搭接的钢筋之间是否彼此接触,搭接连接可分为接触搭接和间接搭接两种形式。自上世纪中期以来,国内外学者对于钢筋的搭接以及粘结锚固性能进行了大量的理论及试验研究,但研究的主体普遍集中于接触搭接钢筋,对于间接搭接的研究还比较有限。各国规范中钢筋搭接长度计算公式普遍为基于试验的半经验半理论公式,由于间接搭接试验数量的限制,各计算公式对于间接搭接钢筋的适用性还有待考量。近年来,随着装配式建筑的推广与发展,间接搭接由于其钢筋位置的灵活性开始被广泛应用于装配式建筑的构件节点连接等用途下,间接搭接的可靠性和其适用范围仍值得进一步研究。为了研究混凝土结构中间接搭接钢筋的搭接性能及其影响因素,本文进行了集中荷载下24根梁内纵筋搭接连接的钢筋混凝土简支梁(8根接触搭接试验梁和16根间接搭接试验梁)的受弯破坏试验,试验变量为加载方式(四点加载、三点加载)、钢筋直径(18mm、25mm)、搭接钢筋间距(0、2倍钢筋直径、4倍钢筋直径)和搭接钢筋长度范围内是否有箍筋约束,根据试验结果,对比分析了各试验梁的裂缝形态、抗弯承载力、钢筋应力、荷载-挠度曲线和弯矩-钢筋应力曲线等,并探讨了《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)、美国规范(ACI 318-19)、美国规范(ACI 408R-03)、欧洲规范(Eurocode 2-04)、欧洲规范(Model Code 2010)和Hwang模型对本文试验梁的钢筋应力试验结果的适用性和准确性。同时,收集了在集中荷载下的54个钢筋混凝土间接搭接试件和519个钢筋混凝土接触搭接试件的试验结果,将各规范公式对于接触搭接试件和间接搭接试件的钢筋极限应力的预测能力进行了对比分析。
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