课程（毕业）论文-甁形压杆受力性能试验研究

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1、瓶形压杆受力性能试验研究摘要：开展不同锈蚀率的瓶形压杆试验，分析瓶形压杆的荷载-竖向变形关系、荷载-横向变形关系、荷载-混凝土应变关系、荷载-钢筋应变关系。观察试验现象，破坏待征，分析瓶形压杆的破坏机理与破坏模式等。关键词：瓶形压杆，锈蚀率，荷载-应变关系，破坏模式引言压杆是拉压杆模型中重要组成部分，其作为承压的构件，本身的应力场很复杂，根据不同的作用方式和边界条件表现出不同的应力场特征，在对称的集中力作用下的压杆的应力场为典型的瓶形状，国内外陆续开展了部分瓶形压杆受力性能的试验研%,ill现了一定的成果，但试件的尺寸不同、数量有限，并没有得出系统的理论成果，且各个学者之间差异较

2、大。已有相关研究表明，学者们并没有考虑钢筋锈蚀对压杆受力性能的影响。因此，本文在前人的基础上设计并制作了6个尺寸相同的馳形压杆试件，考虑了不同的钢筋锈蚀率与配筋形式对瓶形压杆受力性能的影响，进行了相关的试验研究。1.试验概况1.1试件构件本次试验的主要目的是探讨不同钢筋锈蚀率、不同配筋形式对瓶形压杆受力性能、破坏过程、破坏模式与破坏机理等的影响，总结出不同因素对瓶形压杆受力性能的影响规律。为此，试验设计了3个配置横竖向钢筋网格、3个配置斜向钢筋网格的瓶形压杆，如图1(a),(b),分别进行锈蚀率控制在0%、3%、6%的钢筋锈蚀试验，试件的编号依次为BSS1・1、BSS1-2、BS

3、S2-3、BSS2-1、BSS2-2.BSS2-3o瓶形压杆试件儿何尺寸为900mmx900mmx150mm,对两组试件采用对称集屮力从开始加载直至破坏。(a)(b)图1瓶形圧杆示意图Figischematicdiagramofbottle-shapedstrut1.2材料性能试验所用混凝土为自拌C50,配合比为水泥：细集料：粗集料：水：减水剂=1:1.44:2.55:0.36:0.012,浇筑时在同批混凝土中制作6个标准立方体试块，在标准情况下养护28d,在试件加载前根据《混凝土强度检测评定标准》相关规定测混凝土的实际抗压强度，其实测抗压强度平均值49.59MP3、标准差0.6

4、4,基本达到C50的要求。压杆中钢筋采用HPB300,直径D=10mmo1.3试件加速锈蚀试验压杆的锈蚀试验在河海大学结构试验室完成，采用通电加速锈蚀试验法，试验用的电源为鸿宝公司生产的HB176015L5A可调双路直流稳压电源，试验示意图如图2。控制盐水池中的氯化钠溶液的浓度为3%-5%之间，压杆试件浸泡3d后通电锈蚀，试验通电设定电流为2A,根据法拉第定律计算每个试件的通电时间。■■"■■$b氛化時沒木s块加的悒解侥极电級图2压杆试件的钢筋锈蚀装置示意1.4实测钢筋试件锈蚀率Fig.3loadingdevice试验采用静力加载方式，主要分为三个阶段：（1）第一阶段为预加载

5、，分为3级加通过测量锈蚀后钢筋质量损失率来计算钢筋锈蚀率。试验将加载后的每块试件钢筋取出，截取若干根，放入稀释成6%的稀盐酸溶液中浸泡lh后取出，将钢筋表面铁锈清除漂洗后，放入石灰水屮浸泡中和钢筋表面盐酸，lh后取出用清水冲洗并烘干，用电子秤称量烘干后锈蚀钢筋试件的重量,用游标卡尺测量试件的长度，计算确定锈蚀后钢筋的质量损失率。钢筋实测平均锈蚀率见表lo表1钢筋实测平均锈蚀率试件编号BSS1-2BSS1-3BSS2-2BSS2-3平均锈蚀率（％）3.837.713.666.611.5试验装養和加载制度试验是在河海大学土木与交通实验屮心结构实验室进行，试验装置如图2.1、如图2.2

6、所示，主要Ftl球支座、垫块、荷载传感器、TDS-3O3静态应变采集仪、可控制反力架支座以及320T油压千斤顶组成。图2.1320T液压千斤顶图2.2数据采集系统Fig2.1320ThydraulicjackFig2.2Dataacquisitionsystem载与3级卸载。加载时每级荷载加载值为100kN,加载至300kN；同时检查加载装置与数据采集装置是否正常工作，检查无误后开始卸载。每加一级荷载之后停顿5min,待变形稳定后进行下一级加载，直至预加载荷载为300kN。卸载时，每级按100kN进行，每卸载一级停顿5min,直至荷载值为OkN。重新校零，准备正式加载阶段。（2

7、）笫二阶段为荷载控制，先预估压杆的开裂荷载及破坏荷载。开裂前，以每级l（）0kN,加载至开裂荷载值的90%时，调整每级为50kN直至开裂，此时荷载记为开裂荷载，记性相关量测记录工作。开裂后每级100kN,加载至承载力预估值的90%时，调整为50kN,直至压杆构件达到力的最大值或有开始下降段，读取荷载值作为压杆的极限承载力。（3）第三阶段为变形控制，当加载到极限荷载且有下降趋势时，停止荷载控制加载，釆用变形控制，通过加载时控制竖向千分表的读数，以每级0.1mm继续加载。当达到控制的