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