側(cè)向拉-拉壓組合應力狀態(tài)下鋼筋與混凝土的粘結(jié)性能.pdf

1、在鋼筋混凝土結(jié)構中，可靠的粘結(jié)是保證應力傳遞及鋼筋與混凝土協(xié)同工作的基礎。在結(jié)構設計或評估中，粘結(jié)強度是確定鋼筋錨固或搭接長度的重要指標，而粘結(jié)滑移本構關系又是結(jié)構變形驗算中的必要參數(shù)。當考慮地震作用以及爆炸、沖擊荷載等影響時，鋼筋混凝土結(jié)構內(nèi)部應力狀態(tài)極其復雜。此時，鋼筋的粘結(jié)性能將受到周圍混凝土復雜應力場的影響。當受力鋼筋處于側(cè)向拉或拉壓組合應力下時，側(cè)向應力會降低鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)強度。目前針對這兩種應力狀態(tài)對鋼筋粘結(jié)性能影響

2、的研究較少。因此，本文主要通過試驗和理論手段研究了鋼筋在側(cè)向拉/拉壓組合應力狀態(tài)下的粘結(jié)性能。主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　(1)通過中心拉拔試驗，對側(cè)向拉應力作用下光圓鋼筋的粘結(jié)性能進行了研究，得到了主要粘結(jié)參數(shù)的預測模型。結(jié)果表明，在側(cè)向拉應力作用下，光圓鋼筋拉拔試件發(fā)生拔出破壞。隨平均側(cè)向拉應力的增大，相對粘結(jié)強度呈指數(shù)降低，隨單軸側(cè)向拉應力增加，相對滑移量先增大后保持不變;而當雙軸平均側(cè)向拉應力增大時，相對滑移量先增大后減

3、小;
　　(2)對側(cè)向拉應力作用下光圓鋼筋的粘結(jié)性能試驗研究的結(jié)果表明，在相同的側(cè)向壓應力作用下，相對粘結(jié)強度和滑移量分別隨側(cè)向拉應力的增大表現(xiàn)出降低和增大的趨勢，而當側(cè)向拉應力保持不變時，隨側(cè)向壓應力的增大，相對粘結(jié)強度和滑移量分別增大和降低。根據(jù)規(guī)律，提出了用以粘結(jié)參數(shù)的預測模型;
　　(3)通過中心拉拔試驗，研究了側(cè)向拉應力對變形鋼筋粘結(jié)性能的影響，提出了預測粘結(jié)參數(shù)的計算模型。結(jié)果表明，對于非對稱月牙肋鋼筋，側(cè)向拉應

4、力相對于肋的方向?qū)ψ冃武摻畹恼辰Y(jié)性能有很大影響。當材料參數(shù)保持一定時，側(cè)向不利拉應力水平pw越大，試件越可能發(fā)生劈裂破壞。若試件發(fā)生拔出破壞，其極限和殘余粘結(jié)強度隨pw增大而降低，但二者的比值基本保持恒定。相對粘結(jié)強度降低的速率隨混凝土強度的增大而提高。同時，峰值粘結(jié)應力對應的滑移量隨pw增大而減小。若試件發(fā)生劈裂破壞，混凝土強度、c/D以及pw共同影響極限粘結(jié)強度。當pw保持不變時，c/D越小，相對極限粘結(jié)強度降低越迅速。峰值粘結(jié)應力

5、對應的滑移量的變化規(guī)律與粘結(jié)強度類似;
　　(4)通過試驗研究了側(cè)向拉壓組合應力作用下變形鋼筋的粘結(jié)性能。結(jié)果表明，側(cè)向拉壓組合應力的施加方向影響變形鋼筋的粘結(jié)性能。粘結(jié)破壞形態(tài)主要受混凝土強度、c/D以及拉壓組合應力耦合水平ζ（=pt/ft+pc/fcu）影響。在拔出破壞形態(tài)下，極限和殘余粘結(jié)強度隨ζ增大而降低，但二者的比值基本保持恒定。相對粘結(jié)強度降低的速率隨混凝土強度增大而提高，最大粘結(jié)應力對應的滑移量隨ζ的增大而減小。若試

6、件發(fā)生劈裂破壞，混凝土強度、c/D以及ζ共同影響極限粘結(jié)強度。ζ相同時，相對極限粘結(jié)強度的降低速率隨c/D減小而增大;峰值粘結(jié)應力對應的滑移量主要與c/D以及ζ有關，其變化規(guī)律與極限粘結(jié)強度類似。根據(jù)規(guī)律，提出了用以預測粘結(jié)參數(shù)的計算模型;
　　(5)在試驗基礎上，提出了同時適用于光圓鋼筋和變形鋼筋的局部粘結(jié)滑移本構關系。只要給定鋼筋直徑、保護層厚度、混凝土強度以及側(cè)向應力狀態(tài)，即可確定鋼筋與混凝土的粘結(jié)滑移曲線。對比結(jié)果顯示，預