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本文首先介绍粘结锚固的基本概念,完成了静载及疲劳荷载下钢筋与混凝土
之间粘结锚固国内外研究综述,总结了疲劳荷载下钢筋及混凝土强度的折减系
数。
在钢筋和混凝土接触面采用面面接触单元,建立了拔出试验1/36分离式实体
模型。运用通用有限元程序ANYSYS对钢筋与混凝土粘结拔出试件进行非线性
有限元分析,得到了钢筋与混凝土之间的劈裂粘结强度,计算结果与现有理论及
试验结果基本符合。在此基础上采用折减混凝土强度的方法计算疲劳荷载下的劈
裂粘结强度,结果符合相关文献结论。
借鉴挪威DNV公司(DET NORSKE VERITAS)离岸混凝土结构设计标准
(DNV-OS-C502)计算了钢筋与混凝土之间的粘结疲劳强度,求得了不发生疲劳
粘结破坏的钢筋疲劳允许应力幅[△σs]。在此基础上,对我国钢筋疲劳锚固性能
作了分析和比较,主要结论如下:(1)钢筋锚固长度固定时,影响钢筋疲劳允许
应力幅[△σs]的因素有混凝土强度等级和钢筋疲劳应力比ρfs。随着混凝土强度等
级提高,钢筋允许应力幅[△σs]增加;随着钢筋疲劳应力比ρfs增加,钢筋允许应
力幅[△σs]降低。(2)按《混凝土结构设计规范》GB50010-2002进行锚固设计,
钢筋锚固长度取最小锚固长度,在混凝土强度等级相同的条件下,高等级钢筋锚
固疲劳性能好。(3)按GB50010-2002进行锚固设计,钢筋锚固长度取最小锚固长
度,在钢筋等级和直径相同的条件下,随着混凝土强度等级的提高钢筋锚固疲劳
性能增加。(4)鉴于GB50010-2002中没有钢筋粘结锚固疲劳的规定,当钢筋混凝
土结构承受疲劳荷载时,可以参考本文计算的疲劳允许应力幅对钢筋锚固进行疲
劳验算。
最后结合本文粘结锚固的有关结论,分析了磁浮轨道梁连接件疲劳锚固试验
数据。认为磁浮轨道梁连接件长锚筋的疲劳锚固性能良好,满足磁浮轨道交通设
计要求。
关键词:钢筋,混凝土,疲劳,粘结,锚固,允许应力幅,有限元分析