本基金项目主要采用试验研究结合理论分析的方法,开展在复杂应力条件下的光圆和变形钢筋与混凝土的粘结滑移性能的研究。首先，通过大量试验研究了光圆和变形钢筋在侧向压、拉以及拉压组合三种应力状态下的粘结性能。试验采用中心拉拔试件，考虑了钢筋直径、混凝土强度以及单/双轴复杂侧向应力的影响。试验中测得了复杂应力作用下的粘结应力-滑移曲线，选取了用以表征粘结性能的主要参数，并分析其与侧向复杂应力的关系。试验结果表明，施加侧向应力后，钢筋的粘结机理发生改变，而侧向应力对粘结性能产生极大影响。通过对试验数据的回归，提出了极限和残余粘结强度，以及峰值粘结应力对应的滑移量的经验表达式。当钢筋直径、混凝土强度以及侧向应力水平已知时即可确定以上粘结参数。试验中同时考察了自密实轻骨料混凝土在复杂压应力下的粘结性能，并对比其与普通混凝土的差别。其次，在试验的基础上，构造了可以同时描述光圆与变形钢筋在侧向压、拉以及拉压组合应力状态下粘结应力-滑移本构关系的模型。选取了合适的数学模型用以描述粘结应力-滑移曲线，并根据试验结果校准了相关参数。只要给定钢筋直径、混凝土强度以及侧向应力水平，即可确定钢筋与混凝土的粘结应力-滑移曲线。该本构关系可以为考虑复杂应力影响的钢筋混凝土构件的有限元分析提供参考。最后，借助弹性力学及断裂力学，对光圆和变形钢筋的粘结性能进行了理论研究。运用弹性理论，假定材料均匀与连续性，在粘结界面紧密接触的基础上解析推导了光圆钢筋在侧向复杂压应力及均匀拉应力作用下的粘结强度，并对影响计算结果的参数进行了敏感性分析。基于粘聚力的虚拟裂缝模型，对变形钢筋粘结试件的劈裂破坏进行了理论分析。假定虚拟裂缝面线性分布，同时假定内层混凝土开裂区满足等效弹性周向变形。粘结强度的理论计算结果与试验结果吻合良好。 2100433B

钢筋与混凝土的粘结强度是结构设计的一个重要参数，而结构中钢筋与混凝土粘结部位的应力状态是影响其性能的重要因素。本项目拟采用试验和理论分析相结合，开展多轴应力状态下钢筋与混凝土粘结性能研究。在三轴试验机上，采用混凝土立方体拉拔试件研究多轴应力状态及不同应力比下钢筋与混凝土粘结强度的变化规律、与应力状态相关的粘结滑移本构模型。采用钢筋内贴片的方法研究多轴应力状态下粘结应力沿粘结长度的分布及粘结性能变化的内在机理。根据试验中粘结破坏的特点，引入I型及II型非线性断裂力学，建立多轴应力状态下钢筋与混凝土粘结破坏的断裂力学模型。根据试验获得的粘结-滑移曲线，建立基于粘结界面断裂参数的本构关系，采用非线性断裂理论推导锚固件发生粘结破坏时的承载力。该项目的研究成果不仅能揭示应力状态与粘结性能之间的关系，对粘结问题的本质认识也有重要意义，对复杂应力状态下的锚固工程也具有理论意义及工应用价值。

粘结是钢筋与外围混凝土之间一种复杂的相互作用，借助这种作用来传递两者间的应力，协调变形，保证共同作用。这种作用实质上是钢筋与混凝土接触面上所产生的沿钢筋纵向的剪应力，即所谓粘结应力（bond stress），有是也称粘结力。

第1章 绪论

1.1 研究背景

1.2 钢筋与混凝土之间的粘结性能研究回顾

1.2.1 试验研究方法

1.2.2 钢筋与混凝土的粘结——滑移本构关系

1.2.3 粘结——滑移本构的理论分析模式

1.2.4 国内外关于粘结——滑移的数值模拟研究

1.3 影响粘结滑移性能的因素

1.3.1 混凝土的强度

1.3.2 混凝土的组成成分

1.3.3 保护层厚度或钢筋净间距

1.3.4 横向配筋

1.3.5 横向压力

1.3.6 钢筋的浇筑位置

1.3.7 钢筋的锈蚀

1.3.8 荷载类型

1.3.9 温度

1.4 技术路线构思

1.5 主要内容

参考文献

第2章 高温后钢筋与混凝土粘结——滑移基础试验

2.1 提出问题

2.2 试验目的

2.3 高温后胶结剪切试验

2.3.1 试件制作

2.3.2 升温制度

2.3.3 加载制度与装置

2.3.4 试验结果与现象

2.4 高温后摩阻试验

2.4.1 试验原理

2.4.2 试验结果

2.5 高温后基于摩擦损伤的粘结试验

2.5.1 钢筋拔出过程中的损伤机理

2.5.2 试件的制作

2.5.3 加载制度与加载装置

2.5.4 试验现象与试验结果

2.5.5 粘结强度随温度的变化规律对比

2.5.6 高温后抗压强度与粘结强度的关系

2.6 本章小结

参考文献

第3章 细晶粒钢筋的高温性能研究

3.1 概述

3.2 高温下细晶粒钢筋的力学性能

3.2.1 高温下细晶粒钢筋各力学指标

3.2.2 本构模型

3.3 高温后细晶粒钢筋的力学性能

3.3.1 试验概况

3.3.2 试验结果及分析

3.3.3 力学模型

3.4 本章小结

参考文献

第4章 带肋钢筋与混凝土间粘结——滑移理论分析

4.1 概述

4.2 两种特殊平面问题的位移解

4.2.1 受均匀内压作用的圆环

4.2.2 楔形体在楔顶受竖向集中力F作用

4.3 粘结滑移本构关系

4.3.1 锥楔作用的传力机制

4.3.2 环向开裂前

4.3.3 环向开裂后

4.3.4 下降段

4.4 公式中主要参数的取值

4.4.1 摩擦系数

4.4.2 特征滑移

4.4.3 滑移路径参数

4.5 模型可移植性分析

4.6 基于力学模型的高温后粘结——滑移本构

4.6.1 高温后混凝土抗拉强度

4.6.2 高温后混凝土弹模

4.6.3 高温后粘结——滑移本构

4.7 本章小结

参考文献

第5章 基于ANSYS接触分析的粘结——滑移数值模拟

5.1 概述

5.2 局部粘结滑移滑移试验试件参数

5.3 材料模型定义

5.3.1 钢筋材料模型

5.3.2 混凝土材料模型

5.4 单元类型选择

5.5 设置接触单元实常数和关键选项

5.5.1 实常数

5.5.2 单元关键选项

5.6 库仑摩擦模型

5.7 有限元模型

5.7.1 几何模型简化

5.7.2 有限元模型的建立

5.8 结果分析

5.8.1 单元应力分布规律

5.8.2 FEM数值解与试验值对比

5.9 本章小结

参考文献

第6章 高温后梁式粘结锚固试验及数值模拟

6.1 概述

6.2 试验目的

6.3 测试内容

6.4 试验设计

6.4.1 模型设计

6.4.2 模型制作与养护

6.5 高温试验

6.5.1 升温设备

6.5.2 升温制度和试验现象

6.5.3 立方体试块爆裂分析

6.6 高温后混凝土抗压试验

6.6.1 抗压试验现象

6.6.2 高温后混凝土抗压强度

6.7 高温后梁式粘结锚固试验

6.7.1 加载装置和测点布置

6.7.2 试验现象

6.7.3 高温后细晶粒钢筋与梁的粘结——滑移性能

6.8 粘结锚固对梁承载力的影响

6.9 高性能混凝土与细晶粒钢筋粘结——锚固的数值模拟

6.9.1 材料模型

6.9.2 单元类型及功能说明

6.9.3 粘结滑移数值模拟技术的实现

6.9.4 网格的划分及单元的生成

6.9.5 结果分析

6.10 本章小结

参考文献

第7章 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

本书讲述了在高温后钢筋和混凝土间粘结滑移作用，主要内容有混凝土的基本力学性能，钢筋和混凝土相互作用理论部分，以及实验室如何进行试验，条理清晰，可读性强，供从事钢筋混凝土结构科学研究、设计和施工管理的技术人员参考，具有一定的科研借鉴性。

钢筋与混凝土高温后粘结目录

第1章 绪论

1.1 研究背景

1.2 钢筋与混凝土之间的粘结性能研究回顾

1.2.1 试验研究方法

1.2.2 钢筋与混凝土的粘结——滑移本构关系

1.2.3 粘结——滑移本构的理论分析模式

1.2.4 国内外关于粘结——滑移的数值模拟研究

1.3 影响粘结滑移性能的因素

1.3.1 混凝土的强度

1.3.2 混凝土的组成成分

1.3.3 保护层厚度或钢筋净间距

1.3.4 横向配筋

1.3.5 横向压力

1.3.6 钢筋的浇筑位置

1.3.7 钢筋的锈蚀

1.3.8 荷载类型

1.3.9 温度

1.4 技术路线构思

1.5 主要内容

参考文献

第2章 高温后钢筋与混凝土粘结——滑移基础试验

2.1 提出问题

2.2 试验目的

2.3 高温后胶结剪切试验

2.3.1 试件制作

2.3.2 升温制度

2.3.3 加载制度与装置

2.3.4 试验结果与现象

2.4 高温后摩阻试验

2.4.1 试验原理

2.4.2 试验结果

2.5 高温后基于摩擦损伤的粘结试验

2.5.1 钢筋拔出过程中的损伤机理

2.5.2 试件的制作

2.5.3 加载制度与加载装置

2.5.4 试验现象与试验结果

2.5.5 粘结强度随温度的变化规律对比

2.5.6 高温后抗压强度与粘结强度的关系

2.6 本章小结

参考文献

第3章 细晶粒钢筋的高温性能研究

3.1 概述

3.2 高温下细晶粒钢筋的力学性能

3.2.1 高温下细晶粒钢筋各力学指标

3.2.2 本构模型

3.3 高温后细晶粒钢筋的力学性能

3.3.1 试验概况

3.3.2 试验结果及分析

3.3.3 力学模型

3.4 本章小结

参考文献

第4章 带肋钢筋与混凝土间粘结——滑移理论分析

4.1 概述

4.2 两种特殊平面问题的位移解

4.2.1 受均匀内压作用的圆环

4.2.2 楔形体在楔顶受竖向集中力F作用

4.3 粘结滑移本构关系

4.3.1 锥楔作用的传力机制

4.3.2 环向开裂前

4.3.3 环向开裂后

4.3.4 下降段

4.4 公式中主要参数的取值

4.4.1 摩擦系数

4.4.2 特征滑移

4.4.3 滑移路径参数

4.5 模型可移植性分析

4.6 基于力学模型的高温后粘结——滑移本构

4.6.1 高温后混凝土抗拉强度

4.6.2 高温后混凝土弹模

4.6.3 高温后粘结——滑移本构

4.7 本章小结

参考文献

第5章 基于ANSYS接触分析的粘结——滑移数值模拟

5.1 概述

5.2 局部粘结滑移滑移试验试件参数

5.3 材料模型定义

5.3.1 钢筋材料模型

5.3.2 混凝土材料模型

5.4 单元类型选择

5.5 设置接触单元实常数和关键选项

5.5.1 实常数

5.5.2 单元关键选项

5.6 库仑摩擦模型

5.7 有限元模型

5.7.1 几何模型简化

5.7.2 有限元模型的建立

5.8 结果分析

5.8.1 单元应力分布规律

5.8.2 FEM数值解与试验值对比

5.9 本章小结

参考文献

第6章 高温后梁式粘结锚固试验及数值模拟

6.1 概述

6.2 试验目的

6.3 测试内容

6.4 试验设计

6.4.1 模型设计

6.4.2 模型制作与养护

6.5 高温试验

6.5.1 升温设备

6.5.2 升温制度和试验现象

6.5.3 立方体试块爆裂分析

6.6 高温后混凝土抗压试验

6.6.1 抗压试验现象

6.6.2 高温后混凝土抗压强度

6.7 高温后梁式粘结锚固试验

6.7.1 加载装置和测点布置

6.7.2 试验现象

6.7.3 高温后细晶粒钢筋与梁的粘结——滑移性能

6.8 粘结锚固对梁承载力的影响

6.9 高性能混凝土与细晶粒钢筋粘结——锚固的数值模拟

6.9.1 材料模型

6.9.2 单元类型及功能说明

6.9.3 粘结滑移数值模拟技术的实现

6.9.4 网格的划分及单元的生成

6.9.5 结果分析

6.10 本章小结

参考文献

第7章 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

本书讲述了在高温后钢筋和混凝土间粘结滑移作用，主要内容有混凝土的基本力学性能，钢筋和混凝土相互作用理论部分，以及实验室如何进行试验，条理清晰，可读性强，供从事钢筋混凝土结构科学研究、设计和施工管理的技术人员参考，具有一定的科研借鉴性。

钢筋与混凝土高温后粘结目录

第1章 绪论

1.1 研究背景

1.2 钢筋与混凝土之间的粘结性能研究回顾

1.2.1 试验研究方法

1.2.2 钢筋与混凝土的粘结——滑移本构关系

1.2.3 粘结——滑移本构的理论分析模式

1.2.4 国内外关于粘结——滑移的数值模拟研究

1.3 影响粘结滑移性能的因素

1.3.1 混凝土的强度

1.3.2 混凝土的组成成分

1.3.3 保护层厚度或钢筋净间距

1.3.4 横向配筋

1.3.5 横向压力

1.3.6 钢筋的浇筑位置

1.3.7 钢筋的锈蚀

1.3.8 荷载类型

1.3.9 温度

1.4 技术路线构思

1.5 主要内容

参考文献

第2章 高温后钢筋与混凝土粘结——滑移基础试验

2.1 提出问题

2.2 试验目的

2.3 高温后胶结剪切试验

2.3.1 试件制作

2.3.2 升温制度

2.3.3 加载制度与装置

2.3.4 试验结果与现象

2.4 高温后摩阻试验

2.4.1 试验原理

2.4.2 试验结果

2.5 高温后基于摩擦损伤的粘结试验

2.5.1 钢筋拔出过程中的损伤机理

2.5.2 试件的制作

2.5.3 加载制度与加载装置

2.5.4 试验现象与试验结果

2.5.5 粘结强度随温度的变化规律对比

2.5.6 高温后抗压强度与粘结强度的关系

2.6 本章小结

参考文献

第3章 细晶粒钢筋的高温性能研究

3.1 概述

3.2 高温下细晶粒钢筋的力学性能

3.2.1 高温下细晶粒钢筋各力学指标

3.2.2 本构模型

3.3 高温后细晶粒钢筋的力学性能

3.3.1 试验概况

3.3.2 试验结果及分析

3.3.3 力学模型

3.4 本章小结

参考文献

第4章 带肋钢筋与混凝土间粘结——滑移理论分析

4.1 概述

4.2 两种特殊平面问题的位移解

4.2.1 受均匀内压作用的圆环

4.2.2 楔形体在楔顶受竖向集中力F作用

4.3 粘结滑移本构关系

4.3.1 锥楔作用的传力机制

4.3.2 环向开裂前

4.3.3 环向开裂后

4.3.4 下降段

4.4 公式中主要参数的取值

4.4.1 摩擦系数

4.4.2 特征滑移

4.4.3 滑移路径参数

4.5 模型可移植性分析

4.6 基于力学模型的高温后粘结——滑移本构

4.6.1 高温后混凝土抗拉强度

4.6.2 高温后混凝土弹模

4.6.3 高温后粘结——滑移本构

4.7 本章小结

参考文献

第5章 基于ANSYS接触分析的粘结——滑移数值模拟

5.1 概述

5.2 局部粘结滑移滑移试验试件参数

5.3 材料模型定义

5.3.1 钢筋材料模型

5.3.2 混凝土材料模型

5.4 单元类型选择

5.5 设置接触单元实常数和关键选项

5.5.1 实常数

5.5.2 单元关键选项

5.6 库仑摩擦模型

5.7 有限元模型

5.7.1 几何模型简化

5.7.2 有限元模型的建立

5.8 结果分析

5.8.1 单元应力分布规律

5.8.2 FEM数值解与试验值对比

5.9 本章小结

参考文献

第6章 高温后梁式粘结锚固试验及数值模拟

6.1 概述

6.2 试验目的

6.3 测试内容

6.4 试验设计

6.4.1 模型设计

6.4.2 模型制作与养护

6.5 高温试验

6.5.1 升温设备

6.5.2 升温制度和试验现象

6.5.3 立方体试块爆裂分析

6.6 高温后混凝土抗压试验

6.6.1 抗压试验现象

6.6.2 高温后混凝土抗压强度

6.7 高温后梁式粘结锚固试验

6.7.1 加载装置和测点布置

6.7.2 试验现象

6.7.3 高温后细晶粒钢筋与梁的粘结——滑移性能

6.8 粘结锚固对梁承载力的影响

6.9 高性能混凝土与细晶粒钢筋粘结——锚固的数值模拟

6.9.1 材料模型

6.9.2 单元类型及功能说明

6.9.3 粘结滑移数值模拟技术的实现

6.9.4 网格的划分及单元的生成

6.9.5 结果分析

6.10 本章小结

参考文献

第7章 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望2100433B

无粘结预应力混凝土，是指配置无粘结预应力钢筋的后张法预应力混凝土。