再生混凝土-钢筋黏结滑移本构关系研究.pdf

第 1 6卷第 3期 2 0 1 3年 6月 建筑材料学报 J 0URNAL 0F B UI I DI NG MATERI AL S V0 1 16， NO 3 J u n ， 2 0 1 3 文 章 编 号 ： 1 0 0 7 9 6 2 9 ( 2 0 1 3 ) 0 3 0 4 2 9 0 8 再 生混凝土一 钢 筋黏 结滑移本构关 系研究 杨 海峰 ， 邓志恒 。 ， 李雪 良 ， 胡岳峰 ( 1 广西 大学 土木 建筑 工程 学 院 ， 广 西 南 宁 5 3 0 0 0 4 ； 2 广 西大 学 广 西 防灾减 灾与 工程 安全 重点 实验 室 ，广西 南 宁 5 3 0 0 0 4 ) 摘 要 ：采 用钢 筋 开槽 内贴 片试验 方 法 ， 完成 6组 钢 筋再 生混 凝 土试 件 的拉 拔 试验 ， 获得 不 同强度 、 不 同再 生骨料 取代 率 下混凝 土与钢 筋 的荷载一 滑移 曲线 以及 不 同锚 固位 置处钢 筋应 变 基 于试 验 结 果 ， 研 究 了再 生骨料 取代 率 对钢 筋一 再生 混凝 土黏 结锚 固强度 及黏 结 滑移 曲 线 的影 响 ， 并采 用二 次 分 布矩 阵插值 函数 法及 沿锚 长积 分 法 分别 计 算 不 同锚 固位 置 处 钢 筋 与再 生 混 凝 土 的黏 结 应 力和 相 对滑移 ， 得 到不 同锚 固位 置处黏 结 滑 移 关 系及 位 置 函数 最 后 建 立再 生混 凝 土 与钢 筋 考 虑黏 结 滑移位 置 函数 的 r S 本 构 关 系， 为再 生混 凝土 的工程 应 用提 供 参考依 据 关键 词 ：再 生混 凝土 ；黏 结滑 移 ；内贴 片 ；位置 函数 ；本 构 关 系 中图分类 号 ： TU5 2 8 5 7 1 文献标 志码 ： A d o i ： 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 7 9 6 2 9 2 0 1 3 0 3 0 0 9 Ex pe r i me nt a l S t u d y o n Bo n d S l i p Re l a t i o n s h i p b e t we e n Re c y c l e d Co n c r e t e a n d S t e e l Ba r Y ANG Ha i f e n g ， DENG Zh i h e n g ， LI Xu e l i a n g ， HU Yu e f e n g ( 1 Co l l e g e o f C i v i l a n d Ar c h i t e c t u r e En g i n e e r i n g ，Gu a n g x i Un i v e r s i t y ，Na n n i n g 5 3 0 0 0 4 ，C h i n a ； 2 Ke y La b o r a t o r y o f Di s a s t e r Pr e v e n t i o n a n d En g i n e e r i n g S a f e t y o f Gu a n g x i ，Gu a n g x i Un i v e r s i t y ，Na n n i n g 5 3 0 0 0 4，Ch i n a ) Ab s t r a c t ：I n or d e r t o s t ud y t he b o nd s l i p r e l a t i on s h i p be t we e n r e c y c l e d c o nc r e t e a n d s t e e l b a r，6 gr o up s o f r e i n f o r c e d r e c y c l e d c on c r e t e p ul l ou t t e s t we r e c o nd uc t e d Al o n g a nc ho r a g e l e ng t h o f s t e e l ba r ，a s e r i e s o f i n ne r e mbe d d e d s t r a i n g a ug e s we r e a r r a ng e d a t d i f f e r e n t p os i t i on sBa s e d o n t he t e s t r e s ul t ，a n i nv e s t i ga t i o n wa s c on du c t e d t o s t ud y t h e i nf l ue n c e of r e c y c l e d c oa r s e a g g r e ga t e o n a nc ho r i n g s t r e ng t h a nd b o nd s l i p c ur ve s The d i s t r i b ut i on o f t h e bo nd s t r e s s a n d r e l a t i v e s l i p di s p l a c e m e nt a l o ng t h e a nc ho r a g e l e ng t h o f s t e e l ba r a r e c a l c u l a t e d， t he po s i t i o n f un c t i on a n d bo nd s l i p r e l a t i on s hi p a l o ng a nc h o r a ge l e n gt h a r e de du c e d Fi na l l y，t he bo nd s l i p c o ns t i t u t i v e e qu a t i on c o ns i d e r i n g p os i t i on f u nc t i o n i s c on s t r u c t e d，whi c h p r o v i de s r e f e r e nc e f o r f i ni t e e l e me nt a n a l ys i s o f r e c yc l e d c o nc r e t e Ke y wo r ds ：r e c y c l e d c on c r e t e； b o nd s l i p；i n ne r e mbe d d e d s t r a i n g a u ge；p o s i t i o n f u nc t i o n；c on s t i t ut i v e e qu a t i on 混凝土与钢筋的黏结锚 固性能作为 2种材料共 同协调 工作 的基 础 和 前 提 ， 对 钢筋 混 凝 土 结 构 具有 举 足轻 重 的作 用 ， 因此 ， 关 于混凝 土与 钢筋 的黏 结 滑 移 性能 已经进 行 了大 量研 究 而再 生 混 凝 土 作 为一 种 新 型的绿 色环 保 建 筑 材 料 ， 还有 许 多 性 能 有 待研 究 ， 其 与钢 筋 的黏 结 滑 移性 能 就 是 亟 待解 决 的 问题 之一 由于再生 骨 料 与 水 泥砂 浆 的 界 面情 况 远 复 杂 于普通骨料 ， 骨料界面的差异必然导致其与钢筋黏 结界 面 的差 异 ， 因此 ， 针对 再生 混凝 土与钢 筋界 面 黏 结滑 移性 能 的研 究 十分必 要 目前 ， 国 内外 关 于再 生 收稿 日期： 2 0 1 2 0 卜1 3 ；修订 日期 ： 2 0 1 2 - 0 7 1 6 基金项 目： 国家 自然科 学基金 资助项 目( 5 0 8 6 8 0 0 2 1 ) ； 广西防灾减灾与工程 安全重点实验室系统性研究课题( 2 0 1 3 Z D X0 1 ) 第一作者 ： 杨海峰( 1 9 8 4 一 ) ， 男， 江西吉安人 ， 广西大学讲师 ， 博士 E - ma i l ： y h f b b l 9 8 4 y a h o o c o m c n 通信作者 ： 邓志恒( 1 9 6 3 一 ) ， 男， 广西桂林人 ， 广西大学教授 ， 博士生导师 ， 博 士 E ma i l ： d e n g z h g x u e d u a n 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3 期 杨海 峰 ， 等 ： 再 生混凝 土一 钢筋黏结滑移本构关系研究 4 3 5 图 8再生混凝土黏结位置 函数模型 Fi g 8 Bo nd po s i t i o n f un c t i on mo de l of r e c yc l e d c o nc r e t e 值 对 比见 图 9 表 3 拟合参数 Ta bl e 3 Co mp a r i s o n o f f i t t i n g p a r a me t e r s ( e )Re 一 2 ( f ) R e 一 3 图 9 平均黏结滑移 曲线计算值与试验值对 比 Fi g 9 Compa r i s on of a ve r a ge bon d s l i p c ur v e be t we e n c a l c ul a t e d va l ue a n d t e s t v a l u e 5 结论 ( 1 ) 在相 同水 灰 比条 件下 ， 再 生混凝 土 与钢 筋 的 黏 结滑 移 曲线 与普 通 混 凝 土 黏 结 滑 移 曲线 形 状 相 似 ， 但 随着再 生骨 料取代 率 的增加 ， 混凝 土 与钢 筋 的 黏结滑移 曲线峰值滑移减小、 下降段陡直 ， 而且 ， 高 强 度再 生混凝 土 较普通 强度再 生 混凝 土脆性 大 ( 2 ) 再生混 凝 土黏 结 刚 度分 布规 律 与普 通 混 凝 土 相似 ， 随着 荷载 的增 加 ， 黏 结应 力峰值 向 自由端 漂 移 ， 相对 普通 混凝 土而 言 ， 再 生混凝 土与 钢筋 黏结 应 力 传递 较快 ， 分布 较均 匀 ， 且 自由端 黏结 应力 增长 速 度 大 于普通 混凝 土 ； ( 3 ) 针对 再生 混凝 土 与 钢 筋 黏 结 滑移 位 置 函数 特 点 ， 提 出了三折 线黏 结锚 固位置 函数模 型 ， 再生 混 凝 土 与钢筋 黏结 滑移本 构关 系可采 用黏 结滑移 位置 函数 与黏结滑移 曲线 乘积 的形式 表达 ： r 一 ( X) g ( j ) ； 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 4 3 6 建筑材料学报 第 1 6卷 钢筋 在 高强度再 生混 凝 土 中的黏 结滑 移位 置 函数与 在 普通 强度再 生混 凝土不 同 r ( 4 ) 本文拟 合所 得 黏结 滑移 位 置 函数 与 黏结 滑 移 曲线 吻合较 好 ， 可供工 程设计 参考 参 考文 献 ： 1 2 3 4 XI AO J i a n z h u a n g。 FAI KNER HB o n d b e h a v i o u r b e t we e n r e c y c l e d a g g r e g a t e c o n c r e t e a n d s t e e l r e b a r s J C o n s t r u c t i o n a nd Bu i l ding M a t e r i a l s ， 2 0 0 7， 2 1 ( 2 )： 3 9 5 4 01 肖建庄 ， 李丕胜， 秦薇 再生 混凝土与钢 筋间的粘结 滑移性能 E J 同济大学学报 ： 自然科学版 ， 2 0 0 6 ， 3 4 ( 1 ) ： 1 2 - 1 6 XI AO J i a n z hu a n g， LI P i s he n g， QI N We i S t u d y o n b o n d s l i p b e t we e n r e c y c l e d c o n c r e t e a n d r e b a r s J J o u r n a l o f T o n g j i U n i v e r s i t y： Na t u r a l S c i e n c e， 2 0 0 6， 3 4 ( 1 )： 1 2 - 1 6 ( i n Ch i n e s e ) 赵军 再生混凝土粘结锚 固性能 的试验研 究 D 南 宁 ： 广西 大 学 ， 2 0 0 7 ZHAO J u n Ex pe r i me n t a l s t u d y o n b o n d a n c h or a g e p r o p e r t i e s o f r e c y c l e d c o n c r e t e D Na n n i n g ： Gu a n g x i Un iv e r s i t y ， 2 0 0 7 ( i n Ch i n e s e ) BUTLER L， W ES T J S， TI G HE S I Th e e f f e c t o f r e c y c l e d c o n c r e t e a g g r e g a t e p r o p e r t i e s o n t he b o n d s t r e n g t h b e t we e n 6 7 8 R C A c o n c r e t e a n d s t e e l r e i n f o r c e me n t J C e me n t a n d C o n c r e t e Re s e a r c h， 2 01 1 ， 4 1 ( 1 0 )： 1 O 37 1 0 4 9 张伟平， 张誉 锈胀开裂后钢筋混凝土粘结滑移本构关系研究 J 土木工程学报 ， 2 0 0 1 ， 3 4 ( 5 ) ： 4 0 4 4 ZHANG W e i p i n g，Z H ANG Yu Bo n d s l i p r e l a t i o n s h i p b e t we e n c o r r o d e d s t e e l b a r s a n d c o n c r e t e J J o u r n a l o f C i v i l En g i n e e r i n g。 2 0 0 1， 3 4 ( 5 ) ： 4 0 4 4 ( i n Chine s e ) 赵羽习， 金伟 良 钢筋与混凝土粘结本构关 系的试验研究 J 建筑结构学报 ， 2 0 0 2 ， 2 3 ( 1 ) ： 3 2 3 7 ZHAO Yu x i ， J I N W e i l i a n g Te s t s t u d y o n b o n d s t r e s s s l i p r e l a t i o n s h i p o f c o n c r e t e a n d s t e e l b a r J J o u r n a l o f B u i l d i n g S t r u c t u r e s ， 2 0 0 2， 2 3 ( 1 ) ： 3 2 3 7 ( i n Ch i ne s e ) YANG Ha i f e n g， DENG Z h i h e n g， HU ANG Yi n g An a l y s i s of s t r e s s 。 s t r a in c u r v e o n r e c y c l e d a g g r e g a t e c o n c r e t e u n d e r u n i _ a x i a l a n d c o n v e n t i o n a l t r i a x i a l c o mp r e s s i o n J Ad v a n c e d Ma t e r i a l s Re s e a r c h， 2 0 1 1， 1 6 8( 1 )： 9 0 0 9 0 5 洪小健 ， 张誉 粘结滑移试验中的粘结应力的拟合 方法 J 结 构工程师 ， 2 0 0 0 ， 1 5 ( 3 ) ： 4 4 - 4 8 HoNG Xi a o j i a nZHANG Yu Th e f i t t i n g me t h o d o f t h e s mo o t h b o n d s t r e s s i n t h e b o n d s l i p t e s t J S t r u c t u r a l E n g i n e e r s ， 2 0 0 0， 1 5( 3 )： 4 4 4 8 ( i n Ch i n e s e ) 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m