黏砂变形GFRP筋与约束混凝土之间的黏结性能.pdf

第 1 6 卷第 1期 2 0 1 3年 2月 建筑材料学报 J OURNAL OF BUI L DI NG MATERI ALS Vo 1 1 6 。 No 1 Fe b ， 2Ol 3 文章编 号 ： 1 0 0 7 9 6 2 9 ( 2 0 1 3 ) 0 1 0 0 0 6 0 7 黏砂变形 GF RP筋 与约束混凝 土之 间的黏 结性 能 薛伟辰 ， 王 圆， 方志庆 ( 同济大学 建筑工程系，上海 2 0 0 0 9 2 ) 摘 要 ： 基 于 3 0个 L o s b e r g拉拔 试验 ， 对黏砂 变形 GF RP筋 与采 用箍筋 约束 的混凝 土之 间的黏 结性 能进 行 了较 为 系统 的研 究 研 究表 明 ： G F R P筋与约 束混凝 土之 间的黏 结一 滑移 ( r S ) 曲线 可分 为微 滑移段、 滑移段 、 下降段、 二次上升段 以及残余下降段 ； 对于采用箍筋约束的 GF RP筋试件 ， 均只发 生拔 出破 坏 ， 而对 于无箍 筋约 束的 G F R P筋试件 ， 其破 坏模 式 包括 拔 出和劈 裂 两种 ； 与无 箍 筋约 束 的 GF RP筋试件 相 比 ， GF R P筋与 约束混 凝土之 间的黏 结强度增 加 了 0 0A1 6 ， 而达 到 黏 结强度 时对应 的 滑移量则提 高 了 1 2 O 2 7 6倍 在 考 虑 G F R P筋 直 径 、 黏 结 长度 、 体 积 配箍 率等 因素 的 基 础上 ， 建 立 了 GF R P筋 与约束 混凝 土之 间的黏 结一 滑移 本构模 型 关 键词 ： GF R P筋 ；约束 混凝 土 ；体积 配箍 率 ； 黏 结 ；黏 结一 滑移本 构模 型 中图分 类号 ： TU3 7 7 9 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 1 0 0 2 Bo n d Be ha v i o r b e t we e n S a n d - Co a t e d GFRP Re b a r a n d Co nf i ne d Co nc r e t e XUE W e i c h e n，W AN G Yu an，FAN G Zhi q i n g ( De p a r t me n t o f Bu i l d i n g En g i n e e r i n g，To n g j i Un i v e r s i t y ，S h a n g h a i 2 0 0 0 9 2 ，C h i n a ) Ab s t r a c t ：Gl a s s f i b e r r e i n f o r c e d p o l y me r ( GF RP )r e b a r h a s b e e n mo s t c o mmo n l y u s e d i n c i v i l e n g i n e e r i n g Bo nd b e ha vi or o f s a n d c oa t e d GFRP r e b a r i n c o nf i ne d c on c r e t e wa s s ys t e m a t i c a l l y a na l y z e d Te s t r e s ul t s of 3 0 l os be r g p ul l o ut s p e c i me ns s ho w t ha t t he e xp e r i me n t a l b o nd s t r e s s s l i p c u r v e s f o r GFRP r e b a r i n c on f i n e d c o n c r e t e ( r S c u r v e )i s c o mp o s e d o f mi c r o s l i p p a g e s e c t i o n，s l i p p a g e s e c t i o n ，d e s c e n d i n g s e c t i o n，s e c o nd r i s i ng s e c t i o n a n d r e s i du a l d e s c e n di ng s e c t i o nFo r t h e GFRP r e b a r s pe c i me n s i n c o nf i ne d c on c r e t e，o n l Y p u l l o u t f a i l u r e o c c u r r e d ，h o we v e r ，t h e mo d e o f f a i l u r e o f GFRP r e b a r s p e c i me n s i n u n c o n f i n e d c o n c r e t e s h o we d p u l l o u t f a i l u r e a n d s p l i t t i n g f a i l u r e Th e s t r e n g t h o f GFRP r e b a r i n c o n f i n e d c o n c r e t e i s 1 0 O一 1 1 6 t i me s t ha t o f c o n c r e t e wi t ho ut s t i r r ups Th e s l i pp a g e o f t he f i r s t p e a k po i n t i n c o nc r e t e c o n f i n e d by s t i r r up s i S 1 2 02 7 6 t i m e s t h a t o f c o n c r e t e wi t ho ut s t i r r up s Ba s e d o n e x pe r i m e nt a l r e s u l t s，t he t he or e t i c a l m o de l o f bo nd s t r e s s s l i p r e l a t i o ns hi p f or GFRP r e ba r i n c o n f i n e d c on c r e t e i s e s t a b l i s he d Ke y wo r d s：GFRP r e b a r；c o nf i ne d c o n c r e t e；vo l u m e s t i r r up r a t i o；bo nd b e h a v i o r；mo de l o f b on d s t r e s s s l i p r e l a t i on s h i p 与 钢 筋 相 比 ， 纤 维 塑 料 ( f i b e r r e i n f o r c e d p o l y me t ， F RP ) 筋具有抗腐蚀性能优 良、 抗拉强度高、 抗 磁性能好和重量轻等诸多优点 根据纤维种类 的 不同， F R P筋主要分为玻璃纤维塑料( GF R P ) 筋、 芳 纶纤维塑料( AF R P ) 筋与碳纤维塑料( C F R P ) 筋等 3 种 目前 工 程 中常 见 的 F R P筋 表面形 态 分为 黏 砂变 形 、 绕肋、 黏砂与织物等 4种 ， 其 中黏砂变形 G F R P 筋 的应 用最 为广 泛 收稿 日期 ： 2 0 1 1 _ O 8 1 8 ；修订 日期 ： 2 0 1 1 - 1 卜O 1 基金项 目： 国家 自然科学基金资助项 目( 5 0 9 7 8 1 9 3 ) ； 国家重点基础研究 发展计划( 9 7 3计划) 项 目( 2 0 1 2 C B 0 2 6 2 0 0 ) ； 交通部西部交通建 设科 技项 目( 2 O O 6 3 1 8 8 2 2 4 4 ) 第 一作者 ： 薛伟辰 ( 1 9 7 0 一) ， 男， 江苏扬州人 ， 同济大学教授， 博士 主要从事现代预应力结构与先进复合材料 的应用 研究 E ma i l ： x u e w c t o n g j i e d u c n 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 1 期 薛伟辰 ， 等 ： 黏砂变形 G F R P筋与约束混凝土之 间的黏结性 能 F RP筋与 混凝 土 之 间 良好 的黏 结 性 能 是 F R P 筋代替钢筋应用于混凝 土结构 的一个关键因素 国 外 学 者对 F R P筋 与 混 凝 土 之 间 黏 结 性 能 的研 究 起 步 较早 1 9 9 0年 ， P l e i ma n n 基 于 4 4个 F RP筋拉 拔 试 件 的试验 结 果 ， 提 出了 F R P筋锚 固长 度 的计 算 公 式 1 9 9 5年 ， Al u n n o等r 3 研究 了混凝土强度 、 GF RP 筋在混凝土中的位置 、 混 凝土的浇注方向对 GF R P 筋 黏结 性 能 的影 响 1 9 9 6年 ， E h s a n i 等 研 究 了 GF R P筋 弯 钩 对 G F R P 筋 黏 结 性 能 的 影 响 1 9 9 8 年 ， Ti g h i o u a r t 等 通 过 1 2个 拉 拔 试 件 和 6 4个 梁 式 试件 的黏结 试验 ， 得 出 F R P筋与 混凝 土 之 间黏 结 性 能 的影 响 因素包括 破坏 形式 、 混 凝土 强度 、 锚 固长 度 、 纤 维增 强塑 料筋 直径 、 混凝 土 浇注 深度 以及 环 境 条件等的结论 ， 并建立了黏结一 滑移本构模型 2 0 0 5 年 ，T h a mr i n等_ 6 通 过 3 2个 C F R P筋 的 梁 式 试 验 研究了配箍率对 C F RP筋黏结性能的影响 ， 得 出结 论 ： 当黏结 长度 大 于 0 5倍直 径 时 ， 配 箍率 对梁 式 试 验 的破 坏 形 态 影 响 较 大 1 9 9 5年 本 课 题 组 通 过 6 9 个拉拔试件和 2 7个 梁式试件 ， 对外缠肋 GF R P筋 与 混凝 土之 间的 黏结 性 能进 行 研 究 ， 提 出 了外 缠 肋 GF R P筋 黏结 强 度 和 锚 固长 度 的设 计 建 议 7 2 0 0 6 年 ， 本课 题 组 又 通 过 4 8个 标 准 拉 拔 试 验 研 究 了 C F R P筋与不 同黏结介质问的黏结性能 总体来看， 国内外学者对 F R P筋与约束混凝土 的黏结性能的 研究已取得 了一定的成果 ， 但还存在一些问题 ， 如未 给 出 F RP筋与约束混凝土的黏结强度计算公式 ， 未 建立 F R P筋 与 约束 混 凝 土 的黏 结 一 滑移 本 构 模 型 等 2 0 0 7年 ， 本 课题 组l 9 基 于 l 8个 梁式 试 验 ， 4 2个 L o s b e r g拉 拔试 验 以 及 6个 标 准 拉 拔 试 验 ， 研 究 了 试验形式 、 GF RP筋直径、 表面形态和黏结长度等 因 素对 黏砂 变形 GF R P筋 黏 结 性 能 的影 响 ， 并 提 出黏 砂变形 G F R P筋 与无 约束混凝土之 间的黏结强度 和锚 固长度 的计算 公 式 但该 公式 能否 用于计 算 GF R P筋与约束混凝土之间 的黏结强度 尚需验证 因此 ， 有 必要 开展 黏 砂 变形 G F R P筋 与 约 束混 凝 土 之间黏结性能及其设计计算方法的研究 目前 国内外 常用 的试 验 方 法 主要 有 2种 ： L o s b e r g拉拔 试验 和 GB 5 0 1 5 2 - 9 2 混凝 土结 构试 验方 法标准 1 叼中规定 的标准拉拔试验 ， 其拉拔试件如 图 1所示 与标准拉拔试件 相 比， L o s b e r g拉拔 试件较复 杂 ， 在试 件 的加 载端 和 自由端分 别设 有无 黏 结段 ， 这 样可以更好 地避免应力集 中对黏结试 验结果 的影 响l_ 1 因 此 ， 本 文 的 试 件 均 采 用 L o s b e r g拉 拔 试 件 综 上 ， 本文 通 过 3 0个 L o s b e r g拉 拔试 验 ， 对 黏 砂变形 G F R P筋与约束混凝土之 间的黏结性 能进 行 较深 入 的研究 孥 蠢l 凑 I l ， Reha r f a 1 L o s b e r g p u l l - o u t s p e c i me n C o ) S t a n d a r d p u l l o u t s p e c i me n 图 1 L o s b e r g拉拔与标准拉拔试件 Fi g 1 Lo s be r g pu l l ou t a nd s t a nda r d pu l l o ut s pe c i m e n 1 试 验设计 1 1 材 料 试件中采用 了钢筋( HP B 3 0 0普通变形钢筋) 和 GF RP筋 ( 黏 砂 变 形 AS L AN GF RP筋 ， 由 AS L AN 公司提供) 以及 C 3 O和 C 5 0混凝土 GF RP筋经过 黏砂变形处理 ： 黏砂部分， GF R P筋表面黏砂颗粒 较粗 ， 且黏砂层较薄； 变形部分 ， GF R P筋表面经 过螺旋 绕线处 理 ( 本 文简称 “ 变形 ” ) ， 绕 线 间距为 3 0 mm， 绕线宽为 3 mm， 肋倾斜角 a约为 4 5 。 本次 试验测得的 G F R P筋抗拉强度为 6 2 5 MP a ， 弹性模 量 为 4 5 6 1 0 G P a 1 2试件 设计 本 文共 设计 了 3 O个 L o s b e r g拉 拔试 件 ， 黏结 长 度 z 曲 均为 GF RP筋( 钢筋) 直径 d 的 5倍 试件参 数包括： 筋的种类( GF R P筋和带肋钢筋) ； 混凝 土强度等级( C 3 0和 C 5 0 ) ； 体积配箍率 p v ( 1 7 7 和 3 1 4 ， 体积分数) 其 中， 试件 的体积配箍率是 指黏结区段内箍筋体积与混凝土体积之 比， 未配箍 筋 时体 积 配箍 率 为 0 试件 尺寸 见 图 2 ， 试件 黏结 一 位 移( r S ) 曲线上特征点的明细情况见表 1 需要 说 明的是 ： 表 1中 的黏 结 强 度 均 为最 大 黏 结强 度 ； 破坏 形 态 a l b f C为每 组 3个试 件 的破坏 形 态 ， S 代 表 劈 裂 破 坏 ，P 代 表 拔 出 破 坏 ；以 NC 3 O G1 6 S 6为 例 ， 其 中 ， NC代表 普 通 混凝 土 ， 3 O代 表混凝土强度等级为 C 3 0 ， G代表 GF RP筋 ， 1 6代 表筋 的直径为 1 6 mm， S代表箍筋约束 ， 6代表箍筋 直径为 6 mm s 为微滑移段最大黏结应力点对应的 滑移量 ； s 为与黏结强度点对应的滑移量 ， s 为与下 降段最低点对应的滑移量 ， s 为与回升段的最高 点 对应 的滑移 量 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 1期 薛伟辰 ， 等 ： 黏砂变形 G F R P筋与约束混凝土之 间的黏结性能 25 20 矗 1 5 罢 。 5 ( a ) GF RP r e b a r s c o n c r e t e 8 0 C o ) S t e e l r e b a r s c o n c r e t e 图 4 不同体积配筋率试件 的 rS曲线 F i g 4 r s c u r v e s o f s a mp l e wi t h d i f f e r e n t v o l u me s t i r r up r a t e 由图 4可 以看 出 ： ( 1 ) 有箍筋约束 的 GF RP筋试件 的 Z - S曲线形 状相近 以微滑移段 峰值点 A 、 滑移段 峰值 点 A 、 下降段拐点 A 和二次上升段最高点 A 这 4个特征 点为界， 将 r S曲线分为 5段 ： 微滑移段 、 滑移段 、 下 降段 、 二次上升段和残余下降段 ； 而对 于无箍筋约束 的 G F R P筋试件的 rS曲线 ， 当黏结应力达到 峰值 后迅速下降 对于有箍筋约束和无箍筋约束 的钢筋 试件 ， 其 r s曲线均无二次上升段 A ， A 和 A 等 特征点将钢筋试件 的 Z - 5曲线分为微 滑移段 、 滑移 段、 下降段和残余段等 4 段 ( 2 ) 对无箍 筋 约束 的 G F R P筋 试件 ， 当试件 达 到 黏结强度时， 自由端滑移量为 2 7 5 4 2 4 mm， 而对 于有 箍 筋 约 束 的 G F R P筋 试 件 ， 相 应 的 滑 移 量 为 6 O 2 9 1 4 mm， 是无 箍筋约束 GF R P筋试 件达 到 A 点时滑移量 的 1 2 0 2 7 6倍 可见 ， 约束混凝 土对 G F R P筋试件 达到黏结强度 时 的滑移 量有较 大影响 ( 3 ) 当试件体积配箍率分别为 1 7 7 和 3 1 4 ， r s曲线达到 A 点时， G F R P筋的黏结应力分别降至 黏结强度 的 7 6 8 和 8 l - 4 ， 当曲线 回升至 A 点 时， G F R P筋的黏结应力基本都与黏结强度相等 ( 4 )当体 积配 箍 率 从 1 7 7 增 至 3 1 4 时， G F R P筋的黏结强度从 1 8 7 6 MP a 增至 2 O 5 5 MP a ， 约增加 1 0 ； G F R P筋达到黏结强度时的滑移量则 从 7 6 0 mm 减 为 6 0 2 mm， 约减少 2 O 7 可见 ， 增 大体积配箍率对 GF R P筋黏结强度 的影 响小 于其 对 GF RP筋 达到 黏结 强度 时滑移 量 的影 响 2 2 2混凝 土强 度 为研究 昆 凝土强度对 r s曲线 的影响 ， 将体积 配 箍 率 定 为 1 7 7 ， 对 不 同 混 凝 土 强 度 ( C 3 0和 C 5 0 ) 的 GF R P筋试 件 的 I - S曲线 ( 见图 5 ) 进行对 比 ， 对 比试件 均发 生拔 出破 坏 图 5 不同强度混凝土 的 GF R P筋试件的 r 一 5曲线 Fi g 5 r s c u r v e s o f GFRP r e b a r s a mp l e wi t h di f f e r e n t c on c r e t e s t r e n gt h 从 图 5可 以看 出 ： ( 1 ) 对 于混 凝 土 强度 不 同 的 GF R P筋 试 件 ， r S 曲线均可分为微滑移段、 滑移段 、 下 降段、 二次上升 段 和残余 下 降段 ( 2 ) 没有箍筋约束条件下， 当混凝土立方体抗压 强度从 3 0 0 MP a 增至 6 3 3 MP a左右时 ， G F R P筋 试件的黏结强度从 1 1 4 3 MP a 增至 1 7 6 5 MP a ， 约 增大 5 4 4 ； 有 箍筋约束条件下 ， 当混凝 土立方 体 抗压强度 从 3 0 6 MP a 增 至 6 3 3 MP a 左 右 时 ， G F R P 筋试件的黏结强度从 1 1 1 3 MP a 增至 1 8 7 6 MP a ， 约 增大 6 8 6 可见 ， 随着混凝土强度 的提高 ， GF R P 筋试件的黏结强度有显著的提高 ( 3 ) 随着混凝 土强度提高， G F R P筋试件 的 E - S 曲线在A 点的黏结应力与黏结强度的比值也明显 增大 当混凝 土强 度 从 3 0 MP a增 至 6 3 MP a时 ， 二 次上 升段 峰值 点 的 黏结 应 力 与黏 结 强 度 r 比值 从 0 8 2增至 1 0 0 ( 4 ) 当采 用 C 3 0混凝 土 时 ， 特征 点 A 对 应 的 S 为 9 1 4 mi D _ ， 而 采 用 C 5 0混 凝 土 时 ， S 的 值 为 7 6 0 ml T l ， 后者是前者的 8 3 2 左右 可见， 随着混 凝土强度 的提高 ， G F R P筋达到黏结强度 r 时相对 应的滑移量有所降低 2 3 黏 结 强度 3 0根拉拔试件的黏结强度见表 1 将约束混凝 土的 GF R P筋试件与无约束混凝 土的 GF R P筋试 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 1 0 建筑材料学报 第 1 6卷 件 的黏结 强度 进行 对 比 ， 得 出结 论 ： ( 1 ) 无论 在约束 混凝 土还是 无 约束混 凝 土 中 ， 与 钢 筋相 比， GF RP筋 的黏结强 度均 较低 ， 约 为相 应 钢 筋 黏结 强度 的 7 3 5 8 4 3 ( 2 ) 当有箍筋约束时， GF R P筋试件的黏结强度 比无箍筋约束时大 采用 C 3 0混凝土 ， 体积 配箍率 1 7 7 的 G F R P筋试件 的黏结强度 与无箍 筋约束 GF RP筋试件基本相等 ； 采用 C 5 o混凝土， 体积配箍 率 分别 为 1 7 7 和 3 1 4 的 G F R P筋 试件 相 比于 无箍筋约束 GF RP筋试件 ， 其黏结强度分别增加 了 6 3 和 1 1 6 3 黏 结一 滑移本构模 型 3 1 黏结 强度 根 据 试 验 结 果 ( 表 1 )可 以 发 现 ， 黏 砂 变 形 GF R P筋与约束混凝土和无约束混凝土之 间的黏结 强度差别不大 ， 两者平 均相差 约 5 0 采用 文献 - 1 2 中的式( 1 ) 计算黏砂变形 GF R P筋与约束混凝 土之间的黏结强度 ， 计算值与试验结果的平均误差 在 1 O 以 内 r 一a 1 5 5 f f 了1 6 + 1 0 0 5 ( 1 ) L “ b , d J 式 中 ： a为 表面形 态 影 响 系数 ， 对 于 黏砂 变 形 G F R P 筋取为 1 0 ； f 为混凝土抗拉强度 3 2 黏结一 滑 移本 构模 型 本文试验结果表明， 黏砂变形 G F R P筋在约束 混凝土 中的 r s曲线均可分为 ： 微 滑移段 、 滑移段、 下降段 、 二次上升段和残余下 降段 5段 基 于此 ， 本 文在文献E l 3 提 出的 G F R P筋与混凝 土之 间的黏 结一 滑移本构模 型基 础上， 建立 了黏砂 变形 G F R P 筋与约束混凝土之间的黏结一 滑移本构模 型( 即 r 曲线 ， 见 图 6 ) ， 其 中微滑 移段 和 下 降段 为 线性 ， 滑 移 段和二次上升段 为幂 函数曲线 ， 残余下降段为指数 曲线 曲线 方程见 式 ( 2 ) c凡 S c S d s mm 图 6 黏砂变形 G F R P筋 r S曲线 F i g 6 r s c u r v e s o f s a n d - c o a t e d d e f o r me d GF RP r e b a r 微 滑移段 ： r一 s ，0 s 滑移段： 一f 二 1 ( 一 ) + ， 5一S 5 。 5 5 下 降 段 ： r r c 一 ( ) ( s u 一 ( 2 ) 、 C ， 5 5 s d 二 次 上 升 段 ： r = ( S d 三 5 ( ) + r ， 一 s d 5 S 残余段 ： r a e ，5 5 式中： a ， b为与混凝 土强 度等级有关 的参数 对 于 C 3 O混凝 土 ， a 一1 0 7 2 ， 6 0 0 2 5 ； 对于 C 5 0混凝 土 ， a一 2 2 5 2， b一 0 06 3 3 3 特 征点 的黏 结应 力和滑 移量 通过试 验 结果 回归 ， 得 到特 征 点 黏 结 应 力 和 相 应滑移量的计算公式 ( 见式 ( 3 ) 式 ( 9 ) ) 限于篇幅 原 因 ， 省 略公式 回归 过程 r 一 1 03 r 一 3 1 6 ( 3 ) r 一 0 9 8 r 一 3 8 2 ( 4 ) Z d f ( 0 1 6 r + 1 7 5 ) ( 5 ) 5 ： f 。 ( 1 3 4 d b 。 盯一 0 0 8 5 d h 。 。 + 4 6 6) 3 19 口 v ， b ( 6) 5 一一 0 3 2 s + 4 0 5 ( 7 ) 5 一 2 5 3 s + 1 4 6 ( 8 ) 5 d= 7 9 5 s 一 2 3 4 5 ( 9 ) 式中 ： _厂 为混 凝土 立方 体抗 压 强度 ； b 为试 件 的 边 长 3 4 试 验与模 型计 算值 的对 比 目前 国内外 已有 的 F RP筋 与 混 凝 土 之 间 的 黏 结 滑移本 构关 系模 型主要 有 ： ( 1 ) Ma l v a r ( 1 9 9 5 ) 模 型 ， 其 表 达式 为 ： r ( s 焉 s G ( s s c r = ， 一 I I I J J “ 1 + (F 一 2 ) ) + ) 式 中 ： r和 5分 别 为黏 结 应力 及 相应 的滑 移量 ； F 和 G为 r 一 5 试验曲线拟合常数 ( 2 ) 改 进 的 B P E 模 型 C o n s e n z a ( 1 9 9 6 ) 对 1 9 9 5年 提 出 的 B P E 模 型 进 行 了 改 进 ， 得 到 的 模 型 为 ： f r ( 5 5 ) 5 5 r一 r 一 I n ( s 5 一 1 ) s 。 式 中： 系数 P由试验确定； r 。为摩擦力分量 ； a 为不 大 于 1的常数 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 1 期 薛伟 辰 ， 等 ： 黏砂变形 G F R P筋与约束混凝土之 间的黏结性 能 1 1 ( 3 ) 高丹盈模 型 文献 1 6 提出了 F R P筋与混 凝 土 之间 黏结 滑移 的连续 曲线 模 型 ： r一 ( 一 ) ( S ) ( 2 s + S 一 3 s ) + 0 S 5 ” ( s 一 s ) 。 、 ( 1 2 ) 式中 ， S 分别为 残余 段 的黏结应力 及相应 滑 移 量 ； s 为最 大滑 移量 图 7 ( a ) ， ( b ) 为本 文 建 立 的 黏砂 变形 GF RP筋 与约束混凝土之间的黏结一 滑移本构模型和 国内外 已有 的模 型 以及试 验 曲线 1 5 1 2 日 9 室 6 3 0 2 5 2 。 日 1 5 宅 。 5 2 0 40 6 0 8 O 1 0 0 s l n l n ( a ) NC 3 0 P G1 6 S 6 0 2 0 4 0 6 0 8 0 l 0 O s mm ( b ) NC5 0 P G1 6 S 6 Ga o mo d e l ；O Ma l v a r mo d e l ；。M o di fie d BPE mo d e l ； X T hi s p a p e r mo d e l ； Ex pe rime n t a l c u r v e 图 7 GF R P筋 的黏结一 滑移本 构模 型与试验 曲线 的对 比 Fi g 7 Co m p ar i s o n o f GFRP r eb a r c ons t i t ut i v e mo de l s f or b o nd s t r e s s s l i p wi t h t e s t r e s ul t s 由 图 7可 以看 出 ： ( 1 ) 与 国内 外 已有 的 模 型 相 比 ， 本 文 提 出 的 黏 结一 滑 移 本 构 模 型 能 够 较 准 确 地 模 拟 黏 砂 变 形 GF RP筋拉拔试件 与约束混凝土之 间黏结一 滑移的 受力全过程 ( 2 ) 本文建立的黏结一 滑移本构模 型及各特征点 参 数 的计 算 公 式 ， 能 较 好 地 反 映 不 同 混 凝 土 强 度 ( C 3 0 ， C 5 0 ) 和不 同体 积配箍率 ( 1 7 7 ， 3 1 4 ) 的 黏 砂变 形 GF R P筋与 约束 混凝土 之 间的黏 结性 能 4 结 论 ( 1 ) 黏砂变形 GF RP筋与约束混凝土的黏结一 应力曲线均可为 ： 微滑移段 、 滑移段、 下降段 、 二次上 升段和残余下降段 5段 ( 2 ) 当试 件 的黏结 长度 为 5 时 ， 采用 约束 混凝 土可以使黏砂 变形 GF R P筋试件 的破坏形式从 劈 裂破 坏转 变 为拔 出破坏 ( 3 ) 当体积配箍率分别为 1 7 7 和 3 1 4 时 ， G F R P筋 、 钢筋试件 的黏结强度 比无箍筋约束 时增 大 0 1 6 ( 4 ) 与钢筋不同， 约束混凝土对黏砂变形 G F R P 筋 达到 黏结 强度 时 对 应 的 滑移 量 有 较 大 影 响 ， 其 滑 移量是无箍筋 约束 时 GF RP筋达到黏结强度 时滑 移量的 1 2 0 2 7 6倍 ( 5 ) 建 立 了 GF RP筋 与 约 束 混 凝 土 之 间 的 黏 结一 滑移 本 构模 型 参 考文献 ： 1 2 3 4 5 6 7 薛伟辰 现代预应力结 构设计 M 北 京 ： 中国建 筑工业 出版 社 ， 2 0 0 3 ： 1 9 9 2 0 0 XUE We i c h e n D e s i g n o f mo d e r n p r e s t r e s s e d s t r u c t u r e s M B e i j i n g ： C h i n a Ar c h i t e c t u r e a n d B u i l d i n g P r e s s ， 2 0 0 3 ： 1 9 9 2 0 0 ( i n Ch i n e s e ) P LEI M ANN I G S t r e n g t h， mo d u l u s o f e l a s t ic i t y ， a n d bo n d o f d e f o r me d F R P r o d s J Ad v a n c e d C o mp o s i t e s Ma t e r i a l s i n Ci v i l En g i n e e r i n g S t r u c t u r e s ， 1 9 9 0， 9 9 1 1 0 AI U NNO R ， OS S E1 T V ， GA1 EOTA D ， e t a 1 Lo c a l b o nd s t r e s s s l i p r e l a t i o n s h i p s o f g l a s s f i be r r e i nf o r c e d p l a s t i c b a r s e mb e d d e d i n c o n c r e t e E J 3 Ma t e r i a l s a n d S t r u c t u r e s ， 1 9 9 5 ， 2 8 ( 6 )： 3 4 0 3 4 4 EHSANI M 。 SAADATM ANESH H ， TA0 S De s i g n r e c o m me n d a t i o n s f o r b o n d o f GF R P r e b a r s t o c o n c r e t e J J o u r n a l o f St r u c t u r a l En g i n e e r i n g， 1 9 96 ， 1 2 2( 3) ： 2 4 7 2 5 4 TI GH1 0UART B， BENM OKRANE B， GAO D I n v e s t i g a t i o n o f b o n d i n c o n c r e t e me m b e r wi t h f i be r r e i n f or c e d p o l y m e r ( F RP )b a r s J C o n s t r u c t i o n a n d B u i l d i n g Ma t e r i a l s ， 1 9 9 8 ， 1 2 ( 8 )： 4 5 3 - 4 6 2 THAM RI N R ，KAKU TDe v e l o p me n t l e ng t h e v a l u a t i o n o f r e i n f o r c e d c o n c r e t e b e a m wi t h C F R P b a r s c P r o c e e d i n g s o f I nt e r n a t i o n a l S y mp o s i u m o n b o n d b e h a v i o r o f FRP i n S t r u c t u r e s ( B B F S ) Ho n g Ko n g ： I s n ， 2 0 0 5 ： 3 8 5 3 9 1 薛伟辰 ， 康清梁 纤 维蛆料筋 黏结锚 固性能 的试验研究 J 3 工 业建筑 ， 1 9 9 9 ， 2 9 ( 1 2 ) ： 5 - 7 XUE W e i c he n。 KANG Qi n g - l i a n g Ex pe r i me n t a l s t u d y o n b e h a v i o r s o f b o n d a n d a n c ho r a g e o f f i be r r e i n f o r c e d p l a s t i c s b a r s J 3 I n d u s t r i a l C o n s t r u c t i o n， 1 9 9 9 ， 2 9 ( 1 2 ) ： 5 - 7 ( i n Ch i n e s e ) ( 下转第 1 6页 ) 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 建筑材料学报 第 1 6 卷 ( 上接第 l l页) r 8 XUE We i c h e n，WANG Xi a o h u i ，Z HANG S h u l u B o n d p r o p e r t i e s o f h i g h s t r e n g t h c a r b o n f i b e r - r e i n f o r c e d p o l y me r s t r a n d s J A C I Ma t e r i a l s J o u r n a l ， 2 0 0 8 ， 1 0 5 ( 1 ) ： 1 1 - 1 9 9 薛伟辰 ， 郑乔文， 杨雨 黏砂 变形 GF R P筋黏 结性能研究 J 土木工程学报 ， 2 0 0 7 ， 4 0 ( 1 2 ) ： 5 9 6 8 XUE W e i e h e n， ZHENG Qi a o we n， YANG Yu A s t u d y o n t h e b o nd b e h a v i o r o f s a n d c o a t e d a n d de f o r me d GFRP r e h a r s E J Ch i n aC i v i l E n g i n e e r i n g J o u r n a l ， 2 0 0 7 ， 4 0 ( 1 2 ) ： 5 9 6 8 ( i n Ch i n e s e ) E l O GB 5 0 1 5 2 -9 2 混凝