随不同位置变化的钢筋与混凝土的粘结本构关系

为了正确揭示钢筋与混凝土的粘结本构关系 ,本文从理论上推导了钢筋应力、钢筋与混凝土的粘结应力以及钢筋与混凝土的相对滑移之间的相互关系 ,并通过数学分析得到了三者的解析表达式。在此理论研究的基础上 ,根据拔出试验数据 ,给出了随不同位置变化的钢筋与混凝土粘结应力和相对滑移关系 ,推导出了反应这种变化规律的位置函数 ,得到了与端部滑移及位置均有关系的钢筋与混凝土粘结应力的表达式。

超高韧性水泥基复合材料与钢筋粘结本构关系的试验研究

超高韧性水泥基复合材料(Ultra High Toughness Cementitious Composites,简称UHTCC)是一种新型高性能纤维混凝土,具有卓越的韧性和优良的耐久性能,已被成功地应用于许多实际工程。当在该材料浇注的构件中配制加强钢筋时,除了各自基本的材料力学性能外,它们之间的粘结滑移本构关系也是获取正确可靠的结构力学响应所必需的基本参数。基于此,在对6个钢筋内贴片试件进行拉拔试验的基础上,通过实测的钢筋应变和端部滑移,分析了两者之间的粘结应力以及相对滑移沿锚固长度的分布规律,进而推导出沿锚固长度变化的粘结滑移本构关系和反映这种变化的位置函数,并建立考虑锚固位置的粘结滑移本构关系。

钢筋与混凝土的粘结本构关系试验分析

最近几年,在建筑工程建设领域,钢筋混凝土结构得到了非常广泛的应用,已经成为建筑结构的主流方向。为了保证钢筋与混凝土的粘结性能,需要对其粘结本构关系进行研究和分析。本文结合相应的试验分析结果,对钢筋与混凝土的粘结性能进行了分析和讨论。

钢筋与混凝土粘结本构关系的试验研究

在钢筋与混凝土粘结性能的分析研究中,钢筋与混凝土的粘结本构关系是至关重要的。为了正确揭示钢筋与混凝土的粘结本构关系,本文首先从理论上推导了钢筋应力σs、钢筋与混凝土的粘结应力τ以及钢筋与混凝土的相对滑移s的解析表达式,并根据拔出试验数据,给出了随不同位置变化的钢筋与混凝土粘结应力和相对滑移关系,推导了反应这种变化规律的位置函数。本文还通过不同锈蚀量的光面钢筋和变形钢筋的拔出试验,得到了两种钢筋与混凝土的粘结性能随着不同钢筋锈蚀量的变化规律,根据试验结果的统计分析,给出了两种钢筋锈蚀后与混凝土的粘结强度计算公式。最后,本文给出了随时间和位置变化的钢筋与混凝土的粘结本构关系,可较全面地反映钢筋与混凝土的粘结性能。

型钢混凝土柱粘结滑移本构关系与粘结滑移恢复力模型

进行了弯矩、轴力、剪力共同作用下型钢混凝土柱的粘结滑移性能试验。以试验所得的粘结应力-滑移关系曲线为基础,定义了三个特征粘结应力点,并提出了特征粘结强度、特征滑移的统计回归计算公式,建立了型钢混凝土柱距柱底50mm处的基准粘结滑移本构模型。以基准粘结滑移本构模型为基础,引入反应不同位置粘结应力和滑移分布差异的位置函数,建立了型钢混凝土柱任意位置的粘结滑移本构关系。综合考虑反复荷载作用下型钢混凝土柱粘结强度、滑移刚度退化规律,建立了型钢混凝土柱粘结滑移恢复力模型,提出了恢复力模型中骨架曲线、加卸载刚度的确定方式,加卸载路径、强度衰减规律以及滞回环规则。研究结果为型钢混凝土柱考虑粘结滑移的有限元分析和地震反应全过程分析提供了必要条件。

型钢混凝土基准粘结滑移本构关系试验研究

进行型钢混凝土标准推出试件试验,对型钢混凝土粘结滑移性能和粘结滑移受力机理研究.根据荷载-加载端滑移曲线的试验研究结果,建立型钢混凝土特征粘结强度、特征滑移的统计回归计算公式,并提出型钢混凝土粘结滑移本构关系数学模型.进一步采用所建立粘结滑移基准本构模型对型钢混凝土推出试件进行AN SY S数值模拟分析,数值模拟结果与试验结果吻合较好.研究结果表明,所建立型钢混凝土粘结滑移本构模型简单实用,并且能较全面的反映混凝土强度等级、横向配箍率、型钢埋置长度和型钢保护层厚度等主要影响因素的影响,可为型钢混凝土粘结滑移性能和型钢混凝土结构数值模拟技术研究提供参考.

粘砂变形GFRP筋的粘结滑移本构关系

基于18个梁式试验、42个Losberg拉拔试验和6个标准拉拔试验,对工程中应用最普遍的粘砂变形GFRP筋与混凝土之间的粘结滑移本构关系进行了较系统的研究。研究表明:GFRP筋试件的粘结应力-滑移曲线(τ-S曲线)可分为微滑移段、滑移段、下降段和残余段,区分这四段的三个特征点分别为弹性滑移点、峰值滑移点和残余滑移点;与变形钢筋不同,GFRP筋试件τ-S曲线的上升段可分为滑移量较小的微滑移段和滑移量明显增大的滑移段,下降段的粘结应力降幅较小,残余段近似呈正弦曲线;随着直径和粘结长度的增加,GFRP筋试件τ-S曲线上峰值滑移点的滑移量减小,3个特征点的粘结应力也呈降低趋势。基于试验结果,建立了粘砂变形GFRP筋与混凝土之间粘结滑移本构关系的理论模型,并提出了曲线上特征点的粘结应力及其滑移量的计算公式。

考虑粘结滑移本构关系的FRP筋锚固长度

在FRP筋混凝土拉拔试件微分单元受力分析的基础上,考虑FRP筋混凝土粘结本构关系,推导了随不同位置变化的滑移、FRP筋拉应力和粘结应力理论公式。根据这些理论公式进而得到了最小锚固长度的计算公式,并通过算例进行分析。研究表明,对于FRP筋混凝土构件在正常使用极限状态下,在粘结—滑移本构关系上建立起来的FRP筋锚固长度的限值是满足设计要求的。另外,在此基础上建立的FRP筋锚固长度是针对试件实际的粘结滑移关系,对于表面不同类型、不同组成成分的FRP筋均能较好地确定其最小锚固长度,这对FRP筋混凝土结构构件的设计具有一定的指导作用。

考虑位置函数的木材表面嵌筋粘结滑移本构关系

木材表面嵌筋加固是提升木结构构件力学性能的有效加固方法,木材与筋材之间良好的协同工作性能是保证其加固效果的基础,内嵌筋材与木材的粘结滑移本构关系是理论计算与有限元分析的重要依据。该文基于6组18个原木木材表面内嵌钢筋试件的拔出试验结果,首先分析计算试验中量测得到的钢筋应变以及钢筋相对于试件端部的滑移值,得到了局部粘结应力和相对滑移量沿锚固长度的分布曲线,由其分布规律可知局部粘结应力呈双峰状分布,相对滑移量分布与锚固长度相关;进而分析了不同位置处的粘结滑移曲线以及同一滑移值下的粘结应力分布曲线,可知不同应变测点处的粘结滑移曲线分布规律不同;之后采用归一化的方法给出了描述粘结滑移关系的位置函数,并讨论了钢筋直径以及锚固长度对位置函数分布的影响;最后建立了考虑位置函数的木材表面嵌筋粘结滑移本构关系。

锈蚀对钢筋与混凝土之间粘结性能影响研究综述

钢筋锈蚀导致横截面积减少,同时锈蚀产物体积膨胀导致混凝土开裂和剥落,影响混凝土与钢筋的粘结能力,对混凝土结构的承载能力和使用寿命产生影响。本文基于国内外广泛的研究成果,分析了不同钢筋锈蚀实验方法的优劣和适用性。对于锈蚀钢筋与混凝土的粘结性能,探讨了中心拉拔试验、偏心拉拔试验和梁式试验的优劣。分别研究了纵筋和箍筋锈蚀对粘结强度的影响,并构建了以钢筋锈蚀率为基础的粘结强度退化模型。锈蚀导致的表面裂缝宽度是评估粘结强度的理想参数,然而基于裂缝宽度的粘结强度退化模型仍然相对较少。在锈蚀钢筋粘结应力-滑移本构模型方面,对未锈蚀和锈蚀钢筋混凝土构件的粘结-滑移关系进行了阐述,然而由于锈蚀钢筋的粘结-滑移曲线测试数据有限,上述模型的可靠性尚未得到验证。本文综述了国内外有关钢筋锈蚀方法和锈蚀钢筋混凝土构件粘结性能的研究方法,分析了纵筋和箍筋锈蚀对粘结强度退化的影响,并归纳总结了基于钢筋锈蚀率和构件表面锈胀裂缝宽度的粘结强度退化模型、以及钢筋混凝土构件粘结-滑移本构关系的最新研究成果。同时,分析了现有研究的不足之处,旨在为未来的钢筋混凝土粘结性能研究提供参考。

BFRP筋ECC粘结滑移试验与本构模型

玄武岩纤维复合筋(BFRP)具有高强轻质的特点,纤维增强水泥基材料(ECC)具有很强的抗裂能力。BFRP筋-ECC协同工作可以解决混凝土结构容易开裂、内部钢筋容易锈蚀的问题,大大提高结构的耐久性。为了探明BFRP筋与ECC的整体工作能力,文中开展中心拉拔试验,研究了BFRP筋与ECC的粘结性能,并根据试验研究结果探讨适宜于BFRP筋-ECC的粘结滑移本构模型。研究表明BFRP筋与ECC的粘结性能良好,Malvar和连续曲线模型可以很好地描述BFRP筋与ECC之间的粘结滑移关系。

锈蚀钢筋与混凝土粘结性能的试验研究

通过对不同锈蚀量的光面钢筋和变形钢筋进行拔出试验 ,得到了两种钢筋与混凝土的粘结性能随着不同钢筋锈蚀量的变化规律 ;根据试验结果的统计分析 ,给出了两种钢筋锈蚀后与混凝土的粘结强度计算公式 ;最后 ,还给出了锈蚀钢筋与混凝土的粘结本构关系 ,可用于具有锈蚀钢筋的混凝土结构的有限元分析 .

玄武岩-聚丙烯纤维混杂混凝土与变形钢筋粘结性能研究

通过中心拉拔试验研究了玄武岩-聚丙烯纤维混杂混凝土与变形钢筋的粘结性能,分析了纤维掺量和纤维长径比对粘结性能的影响。并对刚柔混杂纤维的增韧作用进行了评价。结果表明:玄武岩-聚丙烯混杂纤维的掺入使混凝土与变形钢筋的极限粘结强度提高了29%;粘结应力减小趋势得到改善,粘结破坏表现出较好的延性。然而,混杂纤维的过量引入使试样容易形成劈裂破坏,在一定程度上削弱了粘结性能,且当25mm玄武岩纤维(BF)与0.15%聚丙烯纤维(PF)混杂时会出现试件的劈裂破坏。最后以纤维掺量与纤维长径比为基础,考虑混杂纤维交互作用的影响,建立了玄武岩-聚丙烯纤维混杂混凝土与变形钢筋的极限粘结强度计算公式,并根据粘结滑移曲线,建立了玄武岩-聚丙烯纤维混杂混凝土与变形钢筋的平均粘结应力-滑移本构关系。

型钢混凝土粘结滑移力学性能研究及基本问题

根据国内外关于型钢混凝土粘结性能的理论和试验研究成果,对型钢混凝土粘结滑移力学性能的研究发展和现状进行了全面地综述分析.首先,阐述了型钢混凝土粘结滑移性能研究的主要问题及理论和实际意义;其次,介绍了型钢混凝土粘结滑移的基本概念、基本方程、基本机理及相关理论,并详尽概括了型钢混凝土粘结滑移性能研究的发展和已有成果,对现有研究的不足以及亟待解决的问题和研究前景进行了分析和总结.本文着重介绍了型钢混凝土粘结强度的国内外研究现状,并对型钢混凝土粘结滑移本构关系研究中目前存在的问题进行了综合分析.

FRP筋与混凝土粘结滑移试验研究

目的探讨FRP筋混凝土试件的受力过程和破坏形式,建立FRP筋与混凝土粘结-滑移本构关系模型.方法对84个FRP筋混凝土试件进行单端拉拔试验,分析试验结果,对试件荷载(粘结应力)-滑移关系曲线进行研究.结果试验结果表明,试件的受力过程划分为两种形式,即肋未剥离劈裂破坏和肋剥离断裂破坏.肋未剥离劈裂破坏的受力过程分为微滑移、滑移、劈裂、下降和残余阶段;肋剥离断裂破坏的受力过程分为微滑移、滑移、剥离断裂和下降阶段.结论FRP筋混凝土试件的受力过程和破坏形式与FRP筋表面肋有重要关系;基于肋未剥离劈裂破坏的试验结果建立的FRP筋与混凝土粘结-滑移本构关系模型能够比较真实地反映试件粘结滑移全过程实际受力特征.

钢-聚乙烯醇纤维混凝土与钢筋粘结性能研究

通过钢-聚乙烯醇纤维混凝土试件的中心拉拔试验,研究钢-聚乙烯醇混杂纤维混凝土与钢筋的粘结性能,分析钢筋种类,混杂纤维体积率对钢筋与混凝土粘结性能的影响并根据试验结果拟合出相应的钢筋与混凝土粘结-滑移曲线,提出了粘结滑移的本构关系。试验结果表明,在一定范围内,随着混杂纤维体积率的增大,钢筋与混凝土之间的粘结性能逐步提高,变形钢筋与混凝土之间的粘结性能优于光圆钢筋。

预应力碳纤维片材张放后端部粘结应力分析

以双线性的碳纤维片材-混凝土间粘结滑移本构关系为基础,根据弹性理论建立了碳纤维片材粘贴端部的粘结应力分布模型,并求解微分方程得出了解析解的一般形式,在此基础上,根据边界条件确定了预应力碳纤维片材端部粘结应力分布的解析解参数.

端部嵌贴CFRP板加固钢筋混凝土结构的斜嵌段粘结性能试验

端部嵌贴预应力碳纤维增强复合材料(CFRP)板加固混凝土结构是一种高效经济的新型混凝土结构加固方法,端部嵌贴段的CFRP与混凝土的粘结性能是锚固预应力CFRP、确保加固效果充分发挥的关键因素。为确定端部嵌贴段中斜向嵌贴段CFRP-混凝土的界面粘结性能,本文开展9个单剪拔出试验,研究了斜嵌段的粘结性能。通过设计混凝土棱柱试件,研究了斜槽角度、CFRP板埋深、CFRP板粘结长度对斜向嵌贴界面粘结性能的影响,并基于试验结果构建了CFRP板-混凝土局部界面的粘结-滑移关系模型。试验结果表明:随斜槽角度增大,试件的承载力及CFRP-混凝土局部界面断裂能也在逐渐增大。CFRP-混凝土界面粘结性能随CFRP埋深比增加而明显增加,并在埋深比为50%时达到最大,此后不再明显变化。基于试验结果所建立的粘结-滑移模型能较准确地模拟出CFRP板在混凝土斜槽中的受力过程。

湿热环境下粘钢加固混凝土界面的粘结性能

钢板-混凝土界面粘结性能是粘贴钢板加固混凝土结构的关键。通过对湿热环境下27个钢板-混凝土试件进行试验研究,分别进行5、10、15d的加速湿热老化,然后进行双剪试验,获得了钢板-混凝土界面发生剪切剥离破坏过程中的极限荷载、钢板应变分布及荷载-位移关系。分析了环境温度、湿度耦合作用对钢板-混凝土界面粘结耐久性能的影响,并综合考虑钢板-混凝土的粘结破坏模式、受力过程、粘结界面相对位移发展规律,提出了粘结界面剪应力、滑移与温度和湿度相关的表达式。建立了考虑温度、湿度影响的粘结-滑移本构关系模型,数值模拟结果与试验结果吻合较好。

玄武岩纤维混凝土与钢筋粘结锚固性能试验与分析

为了研究玄武岩纤维混凝土(BFRC)与钢筋粘结锚固性能,对18个中心拔出试件和9个梁式试件进行加载试验,获得各级荷载下加载端、自由端滑移量及钢筋应变,得到了粘结应力-滑移曲线和粘结应力沿锚固长度的曲线分布。试验结果表明:随着玄武岩纤维的掺入,钢筋与混凝土粘结锚固性能未表现出有利影响,极限粘结强度有所降低;掺入长度为25mm纤维的混凝土与钢筋的极限粘结强度优于掺入长度为15mm纤维的混凝土与钢筋的极限粘结强度;混凝土强度的提高有利于改善玄武岩纤维混凝土与钢筋粘结锚固性能,混凝土相对保护层厚度对粘结锚固性能影响不大;锚固钢筋的应变曲线整体呈下凹形,沿锚固长度逐渐递减;粘结应力沿锚固长度呈多峰曲线;基于试验数据建立的玄武岩纤维混凝土与钢筋粘结应力-滑移本构关系可以为玄武岩纤维混凝土的理论与工程设计提供参考依据。