为研究HRB500高强钢筋在铁尾矿砂混凝土中的锚固性能,通过两类共27个不同锚固类型试件的直接拉拔试验方法,分析了不同锚固形式钢筋的受力特征,研究了铁尾矿砂混凝土强度、保护层厚度和锚固长度等因素对锚固性能的影响。结果表明,随着混凝土强度、保护层厚度和锚固长度的增加,锚固强度逐渐增大,且呈一定的线性关系,并在保护层厚度和锚固长度方面存在限值。同时,与GB 50010-2010《混凝土结构设计规范》中的锚固长度进行对比,提出了HRB500钢筋在铁尾矿砂混凝土中锚固长度设计建议。

为研究HRB500钢筋轻骨料混凝土梁端部的局部受压性能,进行了25个试件的试验,设计参数有轻骨料混凝土强度等级、A_b/A_l、Acor/A_l等。通过试验,获得了试件的破坏形态与破坏特征、试件的荷载-位移曲线等试验结果。试验结果表明:在本文试验参数范围内,试件的破坏形态均为劈裂破坏;配置钢筋骨架对局压承载力有一定的提高作用,但作用有限;轻骨料混凝土强度等级与Acor/A_l越高,A_b/A_l越小,局压承载力越高。通过分析,得到了HRB500钢筋轻骨料混凝土梁端部局部受压承载力的计算公式,计算值与试验值吻合良好。

按照我国混凝土规范和美国混凝土规范中偏心受压构件二阶效应的推导方法,分别推导了HRB500钢筋轻骨料混凝土偏心受压构件的二阶效应计算公式。通过推得的公式分别计算考虑二阶效应后HRB500钢筋轻骨料混凝土偏心受压构件的极限承载力,并且与试验结果相对比。研究表明:两种方法推得的二阶效应计算公式各有优缺点,采用我国规范推得的公式所计算的承载力与试验结果较为接近,采用美国规范推得的公式所计算的承载力仅在小偏心受压构件范围与试验结果接近,建议HRB500钢筋轻骨料混凝土偏心受压构件的二阶效应仍按普通混凝土规范的公式计算。

通过8根轻骨料混凝土轴心受压构件试验研究,获得了配置HRB500钢筋轻骨料混凝土轴心受压构件的受力性能与破坏形态,以及荷载-应变关系曲线等试验结果。分析了HRB500钢筋与轻骨料混凝土的协同工作性能,并且提出了轴心受压构件的设计计算方法。研究结果表明,提高轻骨料混凝土强度、配筋率、配箍率能够提高轻骨料混凝土的峰值压应变和构件的极限承载力,HRB500钢筋在轻骨料混凝土轴心受压构件中工作性能良好,强度得到充分发挥。