钢筋与混凝土黏结性能的数值模拟

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1、学兔兔www.xuetutu.com2011年第11期(总第265期)混凝土理论研究Number11in2011(TotalNo．265)ConcreteTHEORETICALRESEARCHdoi：10．3969~．issn．1002—3550．2011．11．015钢筋与混凝土黏结性能的数值模拟张永利，胡晓鹏(西安建筑科技大学土木工程学院，陕西西安710055)摘要：对钢筋与混凝土间的黏结性能进行数值模拟，为系统研究钢筋与混凝土间的黏结性能提供可靠的数据支持，是黏结性能试验的有益补充。在介绍混凝土结构有限元理论的基础上，引入混凝土多参数

2、强度准则和非线性本构关系，参照拉拔试验和梁式试验构件特征，采用有限元分析软件ANSYS对黏结性能进行了非线性分析，取得了混凝土应力分布、平均黏结应力一滑移关系曲线等结果，并与现有的黏结性能试验结果相对比，结果吻合较好。关键词：拉拔试验；梁式试验；黏结性能；数值模拟中图分类号：TU528．叭文献标志码：A文章编号：1002—3550(2011)11—0050—03NumericalsimulationofbondpropertiesofreinforcementandconcreteZHANGYong-1i．HUXiao-peng(Schoo

3、lofCivilEngineering，XianUniversityofArchitectureandTechnology，Xi’all710055，China)Abstract：Thebondbetweenreinforcementandconcreteissimulated，whichcanprovidereliabledatasupportforthestudyonthebondproper—tiesbetweenreinforcementandconcrete，andwhichisausefulsupplementtobondper

4、formancetest．Inbasisofthefiniteelementtheoryofcon-cretestructure，themulti—parameterstrengthcriterionofconcreteandnonlinearconstitutiverelationsisintroduced，thecomponentcharacteristicsofpull-outtestandbeamtestarereferenced，usingthefiniteelementanalysissoftwareANSYS，theperfo

5、rmanceofthenon—linearbondisana-lyzed．theconcretestressdistributionandtheaveragebondstress—slipcurveandotherresultsarCachieved．Comparedwiththeexistingbondper-formancetestresults，theresultsareingoodagreement．Keywords：pull—outtest；beamtest；bondproperties；numericalsimulation0引

6、言线等结果，并与现有的黏结性能试验结果进行了对比分析。1混凝土结构有限元理论在钢筋混凝土结构中，钢筋受力后将发生纵向变形趋势，为保证钢筋与混凝土变形协调共同工作，周围的混凝土对钢筋1．1本构关系的纵向变形将产生约束作用，从而在钢筋与混凝土界面产生剪目前，国内外学者已经将各种力学理论用于混凝土本构关力效应，这种效应即为钢筋与混凝土之间的黏结作用_1_。黏结作系的建立，产生多种本构理论，应用较多的是理想弹塑性模型用的实质是钢筋通过它将部分拉力传递给混凝土，使两者共同和强化模型。由虎克定律知，线弹性本构关系为：受力。目前对钢筋与混凝土之间黏结性能

7、的研究主要采用试验&ro=D；a,zd~k5(1)和数值模拟两种方法，试验方法可以直观准确地反映不同构件式中：D——弹性本构矩阵的张量形式。类型和各种受力状态的黏结性能及其影响因素，且可为数值模拟方法提供可靠的黏结滑移本构关系，因此得到了广泛的采用。D~=2G＼—jI-_＆l(2)—／但由于混凝土自身『l】的非均匀性，加之黏结问题影响因素众多，将上述关系应用到钢筋混凝土结构中时，并考虑箍筋对构件破坏类型复杂等原因，黏结性能试验结果离散性很大，且无法内部混凝土的约束作用，从而可提高混凝土强度和延性。文献[2】测取混凝土应力分布等特征。数值模拟

8、方法自问世以来，被用于给出了矩形封闭箍筋约束的混凝土单轴应力一应变关系曲线：各种土木工程结构构件性能分析中，但目前尚没有对黏结性能lYe，[2(s／so)一(e／e0)]，s