钢筋-超高性能混凝土黏结性能的非线性有限元分析
2021-11-02李帅帅马永春袁彬铖蒋高旭
湖南工业大学学报 2021年6期
张 哲,李帅帅,马永春,袁彬铖,蒋高旭
(湖南工业大学 土木工程学院,湖南 株洲 412007)
1 研究综述
钢筋-混凝土的黏结作用机理是影响结构服役期长短的重要因素之一,若黏结性能不足,则不仅无法充分发挥材料自身的性能,而且会引起界面间局部滑移过大,造成混凝土受钢筋约束作用弱化而产生构件表面裂纹,以至于未至服役期满即黏结失效。目前,国内外学者们关于钢筋与普通混凝土、高性能混凝土以及纤维增强混凝土的黏结性能进行了大量的研究[1-3],研究成果较为丰富。超高性能混凝土(ultrahigh performance concrete,UHPC)[4]因具有优异的力学特性和耐久性,日渐成为土木工程结构理想的建筑材料。黏结性能对钢筋混凝土结构的破坏模式影响较大,因普通混凝土抗拉强度较低,与钢筋共同受力时易发生黏结失效而破坏;而UHPC材料具有优异的拉伸应变硬化性能,且其极限拉应变与钢筋屈服应变相近,若黏结性能良好便可以与钢筋共同变形与受力。由此可见,黏结性能是配筋UHPC构件优异结构性能的基础,故研究钢筋与UHPC界面间的黏结性能,对配筋UHPC的结构设计、施工等具有重要的现实意义。
近年来,国内外的专家学者们已经对钢筋与UHPC之间的黏结作用机理进行了相关的试验研究。如文献[5-11]分别研究了光圆钢筋、变形钢筋和纤维增强塑料筋等与UHPC的黏结性能,研究结果表明,配筋UHPC的界面黏结强度约为普通混凝土的5~10倍。Yoo D.Y.等[8]的研究结果表明,由于黏结界面应力分布的非线性和泊松比效应,钢筋与UHPC间的黏结力与黏结长度和钢筋直径增幅相反。……
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