UHPGC与HRB600钢筋粘结-滑移本构模型研究

通过对16组不同直径、不同粘结长度的HRB600钢筋与UHPGC(超高性能玻璃砂混凝土)的拉拔试验,研究钢筋直径、粘结长度、加载速率和养护周期等因素对粘结强度的影响规律。通过进一步整理试验数据,对试验中的混凝土抗压强度、钢纤维体积掺量、玻璃砂替换率、钢筋直径、粘结长度以及保层厚度等主要影响因素,与试件的极限粘结强度进行拟合分析,得到UHPGC与HRB600高强钢筋的粘结滑移本构模型,为该类型结构体系的实际应用提供理论参考。

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。

型钢混凝土粘结-滑移本构关系理论分析

根据国内外关于型钢混凝土粘结性能的试验研究 ,对型钢混凝土粘结应力沿锚固长度的分布规律进行了综合和分析 ,并根据粘结应力的分布规律 ,利用弹性力学中相似性的原理 ,从弹性力学角度对型钢混凝土粘结滑移本构关系进行了理论推导 ,建立了粘结应力与粘结滑移关系的数学模式 。

BFRP筋与混凝土的粘结-滑移本构关系

为研究玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)筋与混凝土的粘结-滑移本构关系,探讨BFRP筋与混凝土的受力过程,对16组共96个不同参数的粘结试件进行拉拔试验,每组选取1个试验结果,得到试件的粘结-滑移曲线。将BFRP筋与混凝土的粘结-滑移曲线细分为微滑移阶段、滑移阶段、下降阶段和残余应力阶段共4个阶段。基于试验结果,在已有的粘结-滑移本构模型基础上进行改进,建立了适用于BFRP筋与混凝土粘结-滑移本构关系的理论模型。研究结果表明:微滑移阶段粘结-滑移曲线近似于直线上升,滑移阶段粘结-滑移曲线逐渐偏离直线呈非线性上升,下降阶段粘结-滑移曲线近似于线性下降,残余应力阶段粘结-滑移曲线近似于周期性递减的正弦函数;该模型与试验结果吻合良好,能较好地反映BFRP筋与混凝土之间的受力过程,可为今后BFRP筋与混凝土锚固性能的理论分析和工程应用提供参考。

玄武岩纤维布与木材粘结-滑移本构关系的试验研究

FRP-木材界面的粘结滑移关系是外贴纤维增强聚合物加固木结构受力分析的基础。对18块贴玄武岩纤维布试件的粘结性能进行试验研究,考察了贴布层数和BFRP粘结长度对粘结性能的影响,分析了BFRP应变和局部粘结剪应力发展及分布规律,计算得到局部粘结应力-滑移关系曲线。通过对试验结果的统计回归分析,基于Popovics模型提出了福杉顺纹方向的局部粘结应力-滑移本构关系模型,该模型与试验结果吻合较好,对于实际加固工程应用和相应规范的完善具有参考价值。

Ni-Ti合金绞线与混凝土的粘结滑移本构关系

Ni-Ti合金绞线与混凝土之间的粘结和锚固是二者能够协同工作的基础,Ni-Ti合金绞线与混凝土的粘结-滑移本构关系模型是其粘结锚固性能的综合反映.对64个试件进行单端拉拔试验,测定试件的粘结滑移曲线.结果表明:通过对其粘结破坏特征、粘结滑移机理及受力过程的分析,提出了一种新的粘结滑移本构关系模型,能较好地反映Ni-Ti合金绞线与混凝土的受力全过程,与试验结果吻合良好.

表面内嵌FRP筋混凝土粘结-滑移本构关系试验研究

通过对一组表面内嵌FRP筋混凝土试件进行拉拔试验,分析表面内嵌FRP筋混凝土的受力过程和破坏模式;研究FRP筋直径、粘结长度和FRP筋类型等因素对粘结滑移性能的影响。结果表明,试件的破坏模式表现为FRP筋与结构胶界面破坏、结构胶与混凝土界面剥离、FRP筋被拉断和结构胶劈裂四种破坏模式;内嵌BFRP筋试件的粘结应力随粘结长度的增长而增大,而内嵌GFRP筋试件的粘结应力随粘结长度的增长而减小。因FRP筋泊松比的降低和剪切滞后效应,试件的粘结应力随着FRP筋直径的增大而减小。同时,对试验结果进行处理分析,建立了一种适用于表面内嵌FRP筋混凝土粘结-滑移本构关系模型,并给出模型特征点的数学表达式,将拟合曲线与试验曲线进行对比分析。结果表明,该本构关系能够较为准确地模拟表面内嵌FRP筋混凝土的粘结滑移性能。

玻璃纤维增强复合材料筋与超高性能混凝土之间粘结-滑移本构模型

为研究玻璃纤维增强复合材料(GFRP)筋与超高性能混凝土(UHPC)之间的粘结性能,故基于相关文献中153个拉拔试验和42个梁式试验的数据,系统分析了FRP筋直径、相对粘结长度、相对保护层厚度、超高性能混凝土抗压强度、FRP筋表面形态和试验方法对玻璃纤维增强复合材料筋粘结强度的影响规律,通过回归分析和区间预测提出了超高性能混凝土中玻璃纤维增强复合材料筋与粘结强度和锚固长度的计算公式。对比分析了已有FRP筋与普通混凝土之间的粘结-滑移本构模型,基于CMR模型提出了绕肋玻璃纤维增强复合材料筋与超高性能混凝土之间粘结-滑移本构模型的计算公式。上述公式计算结果与试验结果均吻合良好,并可为工程设计及后续研究提供依据。

型钢混凝土构件的粘结-滑移本构关系研究

基于国内外有关型钢混凝土粘结滑移的试验研究资料,以型钢混凝土短柱在拉拔和推出状态下的试件为例,推导了型钢混凝土的粘结滑移本构关系。根据型钢混凝土的受力平衡条件和边界条件,建立在不同锚固位置上的τ-s关系式,为型钢混凝土粘结滑移本构关系奠定了理论基础,并为采用有限元进一步分析型钢混凝土结构的非线性性能提供参考和依据。

钢筋与波纹管约束灌浆料的粘结-滑移本构关系试验研究

为研究钢筋与波纹管约束灌浆料间的粘结-滑移本构关系,本文设计并制作了15组基准试件和5组钢筋开槽试件,采用拉拔试验研究了钢筋与波纹管约束灌浆料间的粘结-滑移变化规律及其影响因素。研究结果表明:当锚固长度la为3~5倍钢筋直径d,孔径比D/d为2.52~4.94时,极限粘结强度随锚固长度la的增加基本呈线性降低趋势,随孔径比D/d的增大呈先增后减的变化规律,且当孔径比D/d=3.04时,极限粘结强度取得较大值,锚固性能表现最佳。不同荷载作用下,粘结应力沿锚固长度la方向呈单波峰状分布,在距离自由端0.75la附近,粘结应力取得峰值,且当孔径比D/d较大时,粘结应力分布更为均匀。通过对试验数据拟合,建立了考虑锚固长度la、孔径比D/d等因素并能反映粘结应力分布变化的粘结-滑移本构关系简化模型,与试验结果能较好吻合。

腐蚀钢筋与混凝土粘结滑移本构关系模型

为了获得腐蚀后基于裂缝宽度的钢筋与混凝土的粘结滑移本构关系,在试验获得的不同裂缝宽度的粘结滑移曲线和基于纵向裂缝宽度的粘结滑移参数特征的基础上,使用excel软件拟合建立了腐蚀变形钢筋与混凝土基于裂缝宽度的粘结滑移本构关系模型。选出了改造后的BoxLucas2函数,在拟合时考虑了保证曲线顶点最大程度的吻合,这也就保证了粘结特征参数里极限粘结强度和极限粘结滑移这两个最关键参数的准确性,同时尽量保证曲线左右张开程度具有一定的吻合性。

纤维增强塑料筋混凝土粘结滑移本构模型

纤维增强塑料筋与钢筋性能的差异 ,使纤维增强塑料筋混凝土的粘结性能与钢筋混凝土的粘结性能存在明显不同 ,因此 ,研究塑料筋混凝土粘结滑移本构模型 ,对推广塑料筋混凝土结构在工程中的应用具有重要的理论意义和实用价值。在总结国内外已有的纤维增强塑料筋与混凝土粘结滑移本构模型的基础上 ,提出了粘结滑移的连续曲线本构模型。该模型以粘结滑移曲线的三个关键点为基础 ,物理概念明确、光滑连续 。

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。

考虑粘结滑移的RC非锚固区段平均本构关系

根据静力平衡和变形协调,针对受拉裂缝处钢筋的不同应力阶段分别考虑粘结强度变化和裂缝宽度发展的影响,推导了钢筋混凝土结构非锚固区段在粘结滑移作用下的平均应力—应变关系。应用平均平均本构关系对典型的钢筋混凝土梁试验进行非线性模拟,并与试验结果进行对比,分析表明:采用平均本构关系考虑钢筋混凝土非锚固区段粘结滑移作用的分析模型,可以获得与试验相近的计算结果,并能简化非线性分析过程。

基于梁式试验的CFRP布-混凝土界面粘结滑移模型研究

设计了CFRP布-混凝土界面粘结性能的梁式试验方案,考虑高强混凝土和CFRP布加固量对粘结滑移关系的影响,设计制作5个试件,进行了静载作用下的试验。试验结果显示,试件均发生混凝土内聚破坏的剥离破坏,拉下约1-5mm混凝土层。绘出了CFRP布表面应变的分布曲线和粘结滑移曲线。曲线显示,荷载较小时,随着距加载端距离的增加,CFRP布表面应变明显降低;开始剥离后,最大应变即剥离向自由端发展;粘结滑移曲线分上升段、下降段。基于试验数据,给出了最大粘结剪应力τmax和界面破坏能Gf的表达式,在已有模型的基础上,提出了适用于高强混凝土的CFRP布-混凝土界面粘结滑移模型。

锚杆砂浆粘结-滑移关系的试验拟合分析与模拟

文章按照界面弹簧理论所建立的双曲线模型,对试验实测数据进行了拟合分析,并采用有限元法对锚杆上拔试验进行了模拟,对比计算结果和实测结果得出的主要结论为:采用双曲线模型拟合锚固轴力随深度变化的曲线,可以取得良好的拟合效果;在逐级加载的条件下,界面的剪切刚度呈软化的趋势;在锚固界面没有发生较大滑移的情况下,计算位移和实测位移比较接近。

考虑粘结滑移的RC锚固区段修正钢筋本构关系

根据静力平衡和变形协调,考虑锚固方式、粘结失效和拉脱滑移等对粘结滑移作用的影响,分别按钢筋水平锚固段和下弯段滑移值推导了钢筋混凝土结构锚固区段在粘结滑移作用下的修正钢筋本构关系,为在钢筋混凝土结构非线性有限元分析中考虑粘结滑移关系提供了简化和有效的途径.采用不同的材料模型对典型的梁柱节点试验进行非线性模拟,并与试验结果进行对比,分析表明:修正钢筋本构关系可以有效模拟锚固区段粘结作用的发展和失效过程,以及粘结滑移作用下结构的受力性能.

盐冻融环境下钢筋混凝土黏结-滑移本构模型

为了探索盐冻融环境下钢筋混凝土的黏结-滑移性能及其本构模型,通过自主研制的双向受压型钢筋混凝土拉拔装置和钢筋铣槽内贴应变片的测试方法,对经历了盐冻融循环作用的钢筋混凝土试件进行中心拉拔试验.结果表明:随着盐冻融循环次数的增加,试件的极限黏结强度呈线性下降趋势,自由端起滑荷载逐渐减小,劈裂破坏时的自由端滑移量先减小后增大;加载初期黏结应力峰值靠近加载端,随着荷载的增加,黏结应力峰值向自由端移动,且随试件盐冻融损伤程度的增加,峰值移动趋势愈趋明显.结合理论分析,获得了试件的黏结应力和滑移量沿锚固长度分布规律,并在此基础上构建了盐冻融环境下考虑位置函数的钢筋混凝土黏结-滑移本构模型.所得结果可为寒区氯盐环境下钢筋混凝土构件的有限元分析和耐久性评估提供理论依据.

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。