混凝土受彎構件裂縫間粘結疲勞性能試驗研究.pdf

1、鋼筋與混凝土之間的粘結問題，一直是混凝土結構基本理論的一個重要問題。目前，單調(diào)荷載下鋼筋與混凝土之間粘結性能的研究較為充分，但由于混凝土結構疲勞本身就是一個復雜的過程，涉及的因素很多，導致疲勞荷載下的情況研究較少，而裂縫間鋼筋與混凝土之間的粘結疲勞性能研究更少。本文針對目前研究很少的混凝土受彎構件裂縫間鋼筋與混凝土之間的粘結疲勞性能進行了試驗研究。
　　 本文進行了6根普通鋼筋混凝土梁的單調(diào)荷載和疲勞荷載試驗。單調(diào)荷載試驗結果表

2、明：隨著荷載的增大，兩預留孔槽間的粘結應力分布曲線峰值逐漸內(nèi)移：當荷載足夠大時，靠近兩預留孔槽的端部區(qū)域粘結界面首先發(fā)生破壞。疲勞荷載試驗結果表明：端部界面相對滑移量在循環(huán)加載的初始階段增長迅速，隨著循環(huán)次數(shù)的增加，增長速度放綏，逐漸趨于穩(wěn)定，也即分為兩個階段：快速增長階段和穩(wěn)定增長階段；從第一次循環(huán)加載過程中可看出，當完全卸載時，存在一定的殘余鋼筋應力和反向的殘余粘結應力，且荷載上限水平越高，對應的殘余應力一般越大：粘結應力分布曲線在

3、循環(huán)加載初始階段退化嚴重，隨著循環(huán)次數(shù)的增加退化速度變緩，逐漸趨于穩(wěn)定；另外，相同的荷載循環(huán)次數(shù)下，荷載上限水平越高，粘結應力分布曲線退化越嚴重；當荷載循環(huán)次數(shù)足夠多時，兩端預留孔槽處以及后來出現(xiàn)裂縫位置的附近區(qū)域的粘結界面首先發(fā)生疲勞破壞。
　　 從微觀受力角度，本文分別對單調(diào)荷載和重復荷載下混凝土受彎構件裂縫間的粘結機理進行初步研究。本文認為鋼筋與混凝土之間的粘結界面是一種新的材料，其性能取決于鋼筋和混凝土，但更受控于混凝土

4、，因此，在疲勞荷載作用下，這種材料也應符合疲勞變形三階段的發(fā)展規(guī)律。另外，對影響粘結多種指標的分布趨勢及退化趨勢進行了定性分析和推理，并以此得出裂縫間鋼筋應力、粘結應力、殘余鋼筋應力和殘余粘結應力的分布趨勢和退化趨勢。
　　 從材料疲勞損傷的角度，并結合現(xiàn)有損傷理論關于疲勞的知識，建立了基于本文試驗結果，且考慮應力上限水平的裂縫間粘結疲勞損傷演化方程。另外，考慮裂縫間鋼筋與混凝土的粘結滑移關系，建立含有疲勞損傷變量的粘結滑移本構