为研 究冻 融作 用对钢 筋混 凝 土 无 箍 筋 试件 黏 结 强度 的 影 响 ,引入 相 应 的损 伤 变量 对 Hsieh- Ting.Chen四参数混凝土破坏准则进行修正 ,确定冻融损伤下的混凝土破坏准则,建立冻融环境下 黏结失效的理论计算模 型。通过对钢筋肋间混凝土在挤压力、摩擦力等作 用下的受力分析,给 出冻 融环境下变形钢筋与混凝土之 间极 限黏结应力的计算方法及锥 面斜 角、摩擦 因数等参数的取值 ,详 细阐述 了极限黏结应力的求解思路。利用 已有文献试验结果对该理论计算模型进行验证 ,结果表 明冻融次数在 一定范围内计算值与试验值吻合较好 ,模型精度较高。 关键 词 :混凝 土 结构 ;变形钢 筋 ;黏 结应 力 ;冻融作 用 中图分类号 :TU432 文献标志码 :A 文章编号 :1006—7647(2013)01—0033—04 A m odelof calculating bond strength between deformed bar and concrete in fre ze-thaw environment//W ANG Qing ,WEIJUN ,XU Gang2,XIE Xiaojuan(1.CollegeofC西以 Engineering,CentralSouthUniversity,Changsha 410075,China;2.CollegeofCivilEngineeringandArchitecture,China ThreeGorgesUniversity,Yichang43002,Ch ina ) Abstract:Theinfluence offreeze.thaw action on the bond strength between reinforcing steelbars and concrete without stirrupswasinvestigated,and thedamagevariableswereintroduced to modify thefour—parameterHsieh—Ting—Chen failure criterion ofconcrete. Based on it。thefailure criterion ofconcrete in a freeze.thaw environmentwasdetermined.and a theoretical modelforthe bond failure afterfreezing and thawing was proposed. Based on stress analysisofthe concrete corbelbetweentheribsundernormal compressivepressureandfrictionpressure,amethodofcalculatingtheultimatebond strengthbetween deform ed barsand concrete in afreeze.thaw environmentwasdeduced.and the param eterssuch astlle obliquean ~le on the cone surface an d friction coeficientwere determined. In addition, the solution procedure ofthe ultimate bond strengthiSillustratedindetail.Thetheoretical modelisverified bytestresultsfrom someexistingliteratures. and itcallbeconcluded that,withinacertainrangeoffreeze.tllaw cycles,thecalculation resultsofthismodelareingood agreementwith thetestresults.andthattheaccuracyofthemodeliShigh. Key words:concretestructure;deform edbar ;bond strength;freeze—thaw action 处于北方寒冷地 区的钢筋混凝土结构常常由于 冻融作用引起耐久性劣化 ,导致建筑物提前发生破 坏 。国内外学者 的相关研究成果 表明,冻融作用是 寒冷地 区影响混凝土结构耐久性 的重要 因素 ,它不 仅会降低混凝土 的强度 ,而且对钢筋与混凝土之 间 的黏结性 能有着重要影响。钢筋与混凝土之间的黏 结力是二者能够共 同工作的基础 ,Shih等H 研究 了冻融循环对钢筋与混凝土黏结性能的影 响,得出 了一些定性 的结论 ,但是 ,冻融作用造成钢筋 与混 凝土黏结性能退化 的计算 模型在 国内外 却鲜有报 道 。该模型的研究对于钢筋混凝土结构在冻融环境 下力学性能退化的理论和数值分析具有重要意义 , 同时也为完善受冻害地区钢筋混凝土结构的耐久性 设计 、评估和维修加 固提供 了必要的依据 ,具有重要 的理论和实际意义。 1 黏结失效模型及应力状态 1.1 理论 模型 变形钢筋与混凝土黏结破坏过程一般可分为微 滑移段、滑移段 、劈裂段 、下降段及残余段 5个阶段 , 对于无箍筋试件劈裂段即为其极限黏结应力对应的 阶段 。文献 [14]对变形钢筋 与混凝 土黏结性 能的 试验研究 和理论分 析表 明,黏 结劈裂 破坏 可用 如 图 1所示的劈裂一极限受力模型描述 ,并具有以下特
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