钢筋混凝土粘结滑移研究综述

来源期刊：材料导报2018年第23期

论文作者：郑山锁 元光 张艺欣 董立国 郑捷 董方园

文章页码：4182 - 4191

关键词：钢筋混凝土结构;粘结滑移;应变渗透;拉拔试验;数值建模;

摘    要：钢筋混凝土(Reinforced concrete,RC)作为近现代土木工程领域中最重要的组合材料,在实际工程中得到了大量应用。钢筋与混凝土之间良好的粘结性能是保证RC结构服役性能的关键,影响着RC结构生命周期不同阶段的力学性能。然而,由于钢筋混凝土界面粘结滑移关系十分复杂,且涉及多种变量,因而实际结构分析中一般忽略了粘结滑移对RC结构整体力学性能的影响,即认为二者间完全粘结,忽略了二者间的相对滑移,从而导致分析结果与实际存在较大偏差。迄今为止,国内外学者基于大量试验研究,综合考虑影响钢筋混凝土粘结性能的多种因素,建立了相应的粘结滑移本构关系及模型。在此基础上,一些学者则结合试验研究与理论分析,建立了钢筋混凝土粘结滑移的理论模型和数值模拟方法,通过将其带入结构分析以考虑粘结滑移效应,从而提高了对结构响应的模拟精度。因此,准确揭示钢筋与混凝土间的粘结失效机理及其影响因素,表征各因素对钢筋混凝土粘结性能的影响规律,建立相应的粘结滑移本构关系和数值模拟方法,并将其应用于实际结构分析中,是提高分析结果精度、改善整体结构受力性能的前提。鉴于此,本文综合国内外相关研究成果,分别从粘结机理、试验研究、理论和数值模型三个角度出发,对钢筋混凝土粘结滑移研究现状展开了详细综述。首先,在粘结滑移关系表征及其破坏机理方面,简要分析了粘结应力计算方法、粘结滑移本构关系建立及粘结破坏模式。在试验研究方面,详细描述了国内外相关试验研究和基于试验建立的粘结滑移本构关系,并对影响粘结性能的各种因素进行了归纳总结。在模型分析方面,具体介绍了粘结滑移的理论模型及数值模型,并将数值建模方法划分为直接模拟法和间接模拟法,进而简要分析了两种方法的优缺点和适用性。最后,对该研究方向中存在的不足以及进一步研究的趋势进行了分析,指出考虑钢筋锈蚀、冻融循环等环境因素耦合作用影响的粘结滑移问题是未来钢筋混凝土粘结滑移研究的重点方向,在后续工作中需要借助更加广泛的试验研究及理论分析来丰富该领域研究,以期进一步完善混凝土基本理论体系,并为实际工程结构的耐久性提供参考。