钢筋与混凝土粘结——滑移关系

型钢混凝土粘结滑移本构关系的分析研究随着现代化建设和城市化的发展，越来越多的钢筋混凝土框架结构及其组件的安装出现在全国各地的建筑物中。

考虑到建筑物的抗震性能，其结构中安装的钢筋混凝土组件粘结滑移本构关系及其分析研究是相当重要的。

《型钢混凝土粘结滑移本构关系的分析研究》旨在提出一种有效的方法来分析和研究钢筋混凝土组件的粘结滑移本构关系。

首先，研究人员通过对型钢混凝土组件粘结滑移的试验室试验，获得了型钢混凝土粘结滑移的材料参数，然后建立模型，以提出型钢混凝土粘结滑移的本构关系。

【研究模型】为了更准确地分析型钢混凝土粘结滑移本构关系，研究人员建立了一个研究模型，该模型是基于型钢混凝土组件粘结滑移本构关系的实验结果。

根据实验结果，研究人员提出了一个公式来计算型钢混凝土粘结滑移本构关系，该公式是：δ = f (R,A,D,ξ)其中，δ代表组件粘结滑移，R为混凝土配筋比，A为混凝土组件的抗压强度，D为衬板材料的拉伸强度，ξ为粘着剂的有效性。

该公式的计算是基于上述四个参数的影响，用于表征型钢混凝土组件粘结滑移本构关系。

【研究结果】用上述提出的模型，研究人员在不同材料参数下对型钢混凝土粘结滑移本构关系进行了分析和计算，得出了许多有关结果，其中有：随着混凝土的抗压强度的增加，粘结滑移会有所减小；随着衬板材料的拉伸强度的增加，粘结滑移会有所减小；随着粘着剂的有效性的增加，粘结滑移会有所减小。

这些有关结果表明，粘结滑移本构关系受到型钢混凝土组件的材料参数影响，实验结果可以用来提高型钢混凝土结构的抗震能力。

【总结】本文研究了型钢混凝土组件粘结滑移本构关系，通过实验研究，建立了模型，获得了相应的结果，从而证明粘结滑移本构关系受到型钢混凝土组件的材料参数的影响，为建筑物的设计提供参考。

今后，针对型钢混凝土结构的设计，将对混凝土的抗压强度、衬板材料的拉伸强度以及粘着剂的有效性给予更多的重视，以期提高结构的抗震能力。

钢筋混凝土粘结滑移研究综述钢筋混凝土粘结滑移是混凝土结构设计中的重要问题之一，它直接影响到结构的承载力、耐久性和安全性。

本文总结了近年来相关学者针对钢筋混凝土粘结滑移开展的研究成果，介绍了钢筋混凝土粘结滑移的定义、影响因素、测量方法和应用前景等。

钢筋混凝土是一种由钢筋和混凝土两种材料组成的复合材料。

由于钢筋和混凝土之间存在的物理和化学差异，使得它们在受力过程中容易产生粘结滑移现象。

粘结滑移不仅会降低结构的承载能力，还会导致结构的安全性下降。

因此，对钢筋混凝土粘结滑移进行深入研究具有重要的理论和实践意义。

钢筋混凝土粘结滑移是指钢筋与混凝土之间的界面发生相对滑动，导致钢筋无法充分发挥其强度，从而影响到结构的承载能力和安全性。

粘结滑移的影响因素主要包括：材料的物理和化学性质。

如钢筋的直径、表面状态、碳化程度，混凝土的强度、致密性、含水量等。

结构设计及施工因素。

如钢筋的布置、锚固长度、混凝土的养护等。

国内外相关学者提出了多种概念和假说，如化学吸附理论、机械锚固理论、界面滑动理论等，这些理论在一定程度上解释了粘结滑移的产生和发展过程。

钢筋混凝土粘结滑移的测量方法包括传统测量方法和数字测量方法。

传统测量方法主要有拔出试验、贯入试验和剪切试验等，数字测量方法主要有光纤Bragg光栅传感器、电阻应变片传感器和激光多普勒测速仪等。

各种方法的优缺点比较如下：传统测量方法操作简单，但精度较低，且无法进行实时监测。

数字测量方法精度较高，可进行实时监测，但操作复杂，成本较高。

钢筋混凝土粘结滑移在工程实践中有广泛的应用前景。

在现有结构加固和维护中，粘结滑移的研究可以为加固方案的选择和优化提供理论支持。

在新型材料和结构设计中，通过对粘结滑移的深入了解，可以更好地指导材料和结构设计，提高结构的安全性和耐久性。

未来，钢筋混凝土粘结滑移的研究将更加注重实时监测、预测和控制的方面，实现结构的安全性和耐久性的有效保障。

本文对钢筋混凝土粘结滑移的研究进行了综述，总结了近年来相关学者在此问题上的研究成果。

初始拉拔长度对钢筋混凝土构件粘结滑移的影响作者：杜丽艳陈建华来源：《中国新技术新产品》2012年第23期摘要：钢筋混凝土构件之间的粘结-滑移是分析钢筋混凝土结构所遇到的特有问题。

国内外学者在这方面作了大量的实验研究得出了实验公式。

在本文首先将钢筋与混凝土作为一个连续的整体，对钢筋与混凝土分别取各自的基本材料性能指标和单元，建立模型；然后生成钢筋与混凝土间的接触面，以位移的形式加载，改变钢筋初始拉拔长度的大小，利用ANSYS软件模拟其对粘结滑移的影响。

关键词：钢筋混凝土；初始拉拔长度；粘结滑移；ANSYS中图分类号： TU375 文献标识码：A钢筋和混凝土构成组合材料的基本条件是二者之间有可靠的粘结和锚固，因此中外许多学者在近百年对钢筋与混凝土两者之间的粘结滑移关系做了大量试验研究。

本文通过选用合适的材料本构模型和粘结滑移模型，利用工程软件ANSYS，建三维有限元分析模型，通过力学性能指标初始拉拔长度所产生的接触状态来模拟钢筋与混凝土间的粘结滑移。

1钢筋混凝土粘结-滑移关系的研究1.1粘结滑移的研究实验钢筋混凝土的粘结滑移主要取决于钢筋与混凝土粘结锚固性能，在各种钢筋混凝土构件中，根据应力性质可以将粘结应力分为两大类，钢筋端锚固应力和缝间粘结应力。

为了量测这些粘结应力与相对滑移之间的关系，目前主要有三种试验方法：拉拔试验即拔出试验、梁式试验和轴拉试验。

拉拔试验具有试件制作简单、成本低、试验易于进行等特点，应用得比较广泛。

在这种试验的基础上，稍加改进可以模拟许多不同粘结锚固状态。

Soroushian.P在1989年采用了具有纵横约束的拔出试验，以模拟梁柱节点处钢筋的局部粘结强度；徐有邻此时采用配有双支箍筋的拉拔试件探讨了配箍率对锚固性能的影响。

但拉拔试验不能反映钢筋混凝土构件中的弯矩和剪力。

梁式试验能模拟钢筋在梁端部的粘结锚固状况，但试验的试件尺寸大，制作成本高，试验复杂。

轴拉试验主要用于测量缝间粘结应力及相对滑移量，模拟混凝土梁在纯弯段主裂缝间的粘结特性。

钢筋与混凝⼟粘结——滑移关系钢筋与混凝⼟粘结——滑移关系混凝⼟与钢筋间粘结滑移性能向来作为钢筋混凝⼟结构的重要使⽤参考依据 ,它是钢筋与混凝⼟共同协调⼯作的基础和前提,正因为他们之间的界⾯存在相互的粘结⼒ ,促使两种材料能够实现应⼒的传递 ,从⽽实现承受外部荷载的作⽤,这⾜以显⽰它对钢筋混凝⼟结构的重要性。

⽬前关于普通混凝⼟与钢筋间的粘结滑移性能进⾏了⼤量的研究,并已出台了相应的国家规范标准,⽽再⽣混凝⼟作为⼀种新型的绿⾊环保材料 ,其应⽤于实际⼯程前,还有许多性能有待研究解决,再⽣混凝⼟与钢筋间的粘结滑移性能就是其中亟待解决的问题之⼀。

且再⽣混凝⼟区别于普通⾻料混凝⼟之处在于其⾻料采⽤废弃混凝⼟破碎产⽣,再⽣⾻料与⽔泥砂浆的界⾯情况远远复杂于普通⾻料 ,然⽽粘结滑移性能恰恰是钢筋与再⽣混凝⼟两种材料界⾯之间的相作⽤,由于⾻料界⾯的差异导致它们之间粘结界⾯的差异是必然的,这就更增加了对两种材料间粘结滑移性能研究的必要。

钢筋与混凝⼟间粘结锚固性能是混凝⼟结构⼯作的前提和基础 ,⽬前关于再⽣⾻料混凝⼟与钢筋间的粘结性能,国内外仅仅进⾏了⼀些简单的拉拔试验研究。

在对再⽣⾻料混凝⼟与钢筋之间的粘结强度进⾏了试验研究,得出的结论认为与普通混凝⼟的差异不⼤；通过试验发现再⽣⾻料混凝⼟与纵向钢筋的粘结强度远⼤于与横向钢筋的粘结强度与其他试验结论较为接近,认为再⽣⾻料混凝⼟与钢筋间的粘结强度较普通混凝⼟稍低。

考虑不同再⽣粗⾻料取代率、再⽣细⾻料取代率、强度、保护层厚度等因素对再⽣混凝⼟⼀钢筋间的粘结滑移进⾏试验,发现随着再⽣粗⾻料取代率的增加,粘结性能有所提⾼,且在60%达到最⼤；相反,随着再⽣细⾻料取代率的增加,粘结性能有所降低。

但以上试验研究均统⼀采⽤基于平均粘结应⼒假设的简单拉拔试验进⾏试探性研究,即假设认为钢筋在再⽣混凝⼟中锚固段内的粘结应⼒处处相等 ,显然这并不完全符合实际钢筋受⼒状况。

通过钢筋内贴⽚试验⽅法,完成了18个锈前钢筋—再⽣混凝⼟试块的拉拔试验,分别研究了再⽣⾻料取代率、钢筋种类、混凝⼟抗压强度对其粘结滑移性能的影响,同时对钢筋在再⽣混凝⼟中长锚和短锚两种情况下其粘结应⼒分布的差异进⾏了研究分析,最后通过量测的钢筋应⼒理论推导钢筋在再⽣混凝⼟中的粘结位置函数,从⽽确定其粘结⼀滑移本构关系。

几种粘结滑移关系的经验公式钢筋混凝土有限元分析中粘结滑移关系表达式主要是从试验数据归纳拟合出的粘结滑移曲线，但这些曲线之间也有相当差异，常用的描述局部粘结应力一滑移关系的经验公式主要有如下几种：(1)1968年，Nilson根据Bresler、Bertero所做的钢筋混凝土在重复荷载下的试验结果，提出局部τ～s非线性关系表达式τ=9.78×102s-5.72×104s2+8.35×10５s３式中τ单位为 N/mm2，s的单位为 mm（2）Houde和 Mirza公式Houde和 Mirza认为粘结力与混凝土标号有关系，他们由62个变形钢筋模拟缝间粘结强度的试件和6个模拟锚固粘结强度的梁端试验结果回归出的经验公式：式中τ单位为 N/mm2，s的单位为 mm（3）清华大学土木系在滕智明指导下进行了92个短埋拔出式试件和12个轴拉混凝土试件的试验研究，发现粘结滑移关系与混凝土强度、钢筋外围的保护层厚度、测点所处位置到裂缝的距离有关。

在试验的基础上，得出如下公式：(2.5)式中，τ为局部粘结应力（N/mm2），s为局部滑移（mm），fts为混凝土劈位强度（N/mm2），c/d为混凝土保护层和钢筋直径比；F(x)为粘结刚度分布函数，x为至最接近的横向裂缝的距离。

（4）中国建筑科学研究院徐有邻等人做了一系列试验，系统地研究了混凝土强度、保护层厚度、锚固长度、配箍率、钢筋直径对粘结锚固性能的影响，将粘结滑移曲线分成五段（微滑移段、滑移段、劈裂段、下降段、残余段）进行描述，曲线上有四个转折点，通过实测结果得出一分段函数表达式，并用一个位置函数同时考虑不同锚固深度处的变化，建立了如下的τ～s关系：τ=φ(s)·Ψ(x) (2.6)式中，Ψ(x)是用来描述粘结滑移关系随不同锚深变化的位置函数，它可用锚固深度x来表示，具体参见文献[3]，φ(s)即是用控制点描述的粘结滑移分段表达式。

钢筋混凝土粘滑移本构关系的简化模型钢筋混凝土粘滑移本构关系的简化模型？听起来挺高大上的对吧？但其实你要是了解了其中的奥秘，就会发现它比想象的简单多了。

这个话题其实也没那么严肃，放松点，我们今天就像聊个老朋友似的，随便聊聊。

毕竟钢筋混凝土粘滑移本构关系是什么？其实就是描述钢筋和混凝土在一起时怎么“配合”工作的一个数学模型。

你就想象一下，钢筋和混凝土就像两个人，钢筋是那种特别硬气的角色，混凝土则是那种看起来有点厚重但不失韧性的伙伴。

它们在一起工作时，彼此之间的摩擦力就像是它们之间的“默契”一样，影响着整个结构的性能。

而这其中，所谓的粘滑移关系，正是我们用来描述这种“默契”变化的一种工具。

这个简化模型的背后其实有不少高深的数学公式和力学原理，但我们不需要让这些东西把你搞得头昏脑涨。

简而言之，它就是把这些复杂的关系“简化”成一些更容易理解的东西。

你可以把它想象成把一杯复杂的茶变成了简单的茶包，只需要泡开就好，轻松喝下去。

这里面的精髓其实就在于，钢筋混凝土粘滑移本构关系本来就复杂，但通过简化，我们可以快速估算出它们之间的相互作用，而不必深入到每个微小的力学细节。

先说说钢筋和混凝土之间的“关系”吧。

大家都知道，钢筋混凝土是现代建筑的“基石”，几乎每个高楼大厦、桥梁隧道背后都少不了它。

钢筋是为了增强混凝土的抗拉强度，毕竟混凝土本身抗压强度很强，但抗拉却差点，像纸一样容易被拉断。

但钢筋和混凝土的“配合”却不是天然的，它们之间有摩擦、有粘结。

钢筋就像一个铁杆队员，穿插在混凝土中，与混凝土产生粘结力，努力保持两者之间的亲密关系。

不过，谁都知道，时间一长，钢筋和混凝土之间的粘结力并不是一成不变的，它们之间会有滑移现象。

就是这样，钢筋和混凝土之间微妙的“摩擦”关系，影响着整个结构的稳定性。

简化模型又是怎么帮我们理解这种复杂的关系的呢？简化模型就像是给你一副“放大镜”，帮助你看到那些“放大”后的关键因素。

这个模型用一些简化的假设，把钢筋和混凝土的粘结力、滑移过程简化成了几个主要的参数，帮助工程师们在设计时不至于被复杂的细节困住，能够更高效地进行计算和分析。

钢筋混凝土粘结滑移研究综述共3篇钢筋混凝土粘结滑移研究综述1钢筋混凝土是现代建筑和工程结构中的重要构件材料之一，它的可靠性和耐久性是得到广泛认可的。

而钢筋与混凝土的粘结性对钢筋混凝土的力学性质和耐久性能有着极为重要的影响。

通过深入研究钢筋混凝土的粘结滑移特性，可以有效提高钢筋混凝土结构的安全性和可靠性。

钢筋混凝土的粘结滑移指的是钢筋与混凝土之间的粘结强度随着结构受力而产生的相对滑动。

常见的粘结滑移类型主要包括微观滑移（Crawling Slip）、宏观滑移（Slip）和剪滑移（Shear Slip）等。

其中，微观滑移和宏观滑移是比较主要的两种滑移类型。

在以往的研究中，人们就钢筋混凝土的粘结滑移特性进行了广泛的研究。

其中，研究的内容主要包括粘结力、滑移曲线、滞回曲线、本构关系、粘结损伤演化规律等。

粘结力是指单位面积钢筋与混凝土之间的粘结强度，它是描述粘结滑移特性的基本参数之一。

粘结力的大小直接影响钢筋与混凝土的相对滑移和最终的破坏模式。

目前，国内外学者通过理论分析、实验测试等手段探究了粘结力与主要影响因素（例如混凝土强度、受力方式、加筋方式、钢筋形式等）的关系，为钢筋混凝土结构的设计和加强提供了依据。

滑移曲线是反映混凝土和钢筋之间相对位移关系的曲线，通常由两段组成，一段是弹性段，一段是塑性段。

这个曲线的形状对结构的受力性能有着重要的影响。

滑移曲线的研究可以分为两种类型：基于试验的曲线及其分析和基于理论的曲线及其分析。

工程实践中常常采用试验得到的滑移曲线，结合有限元分析等方法，进行混凝土结构受力性能的计算。

滞回曲线是指在加载和卸载循环过程中，混凝土和钢筋之间粘结力的变化曲线。

滞回曲线通常有四个基本特点：随着振幅增加，整个曲线向右移动；曲线的对称轴向右下倾斜；加载和卸载的初始斜率不同；滞回曲线的最大值通常表现为区分的非线性点，该点之前为弹性阶段，之后为塑性阶段。

不同的混凝土强度级别、不同的试验条件和加筋方式等，所得到的滞回曲线具有不同的特点。

钢筋与混凝土粘结性能的分析摘要：从钢筋与混凝土之间粘结性能的粘结机理、影响因素和粘结应力-滑移本构关系等三个方面进行了分析和探讨。

关键词：钢筋混凝土粘结机理影响因素粘结强度1、引言混凝土结构是目前应用最为广泛的工程结构形式之一。

钢筋与混凝土结构之间的粘结是保证两种材料形成整体、共同工作的基础，对于混凝土结构构件的受力性能、破坏形态、计算假定、承载能力、裂缝和变形等有着重要的影响。

一直以来，粘结问题是结构工程技术人员关注的热点问题之一。

本文主要从粘结机理、影响因素和粘结应力-滑移本构关系等三个方面进行分析和研究，以期深入理解、把握钢筋与混凝土之间的粘结性能，提出提高粘结能力的建议。

2、粘结机理钢筋和混凝土是两种性能不同的材料组成的组合结构材料，其能够共同工作的基本要素是两者之间的粘结锚固作用。

所谓钢筋和混凝土之间的粘结应力指的是两者接触面上的剪应力，由钢筋与混凝土之间的粘着力、摩阻力和咬合力三部分组成[1][2]。

(1)粘着力。

混凝土中的水泥凝胶体在钢筋表面产生的化学粘着力或吸附力，其抗剪极限值取决于水泥的性质和钢筋表面的粗糙程度和清洁度。

当钢筋受力后有较大变形、发生局部滑移后，粘着力就丧失了[1]。

(2)摩阻力。

周围混凝土对钢筋的摩阻力，当混凝土的粘着力破坏后发挥作用[1]。

如果垂直于钢筋作用有压力，则在产生极小的移动时，就会在钢筋和混凝土之间引起摩擦力，这种横向压力取决于混凝土发生收缩或者荷载和反力等对钢筋的径向压应力，以及二者间的摩擦系数等。

由于钢筋表面的粗糙度，摩擦系数μ可高达0.3～0.6，生锈的圆钢与新扎的圆钢以及冷拔钢丝的表面粗糙度相差可达36倍[3]。

挤压力越大，接触面越粗糙，则摩擦力越大。

(3)咬合力。

钢筋表面粗糙不平，或变形钢筋凸肋和混凝土之间的机械咬合作用，即混凝土对钢筋表面斜向压力的纵向分力产生的剪切粘结，是最有效和最可靠的粘结方式。

为了充分利用这种粘结，通常在钢筋表面轧制肋条来实现[4]。

钢筋混凝土中的粘结应力与滑移的关系刘晓军【摘要】基于常规的粘结滑移理论,并结合钢筋与混凝土截面变形特性提出了一种分析模型,建立了一个无量纲的函数方程,同时将结果与实验进行了对比,得出其一致性较好的结论.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2014(040)011【总页数】3页(P65-67)【关键词】钢筋混凝土;应力;粘结【作者】刘晓军【作者单位】太原市政府投资项目评审中心,山西太原030014【正文语种】中文【中图分类】TU375钢筋与混凝土的粘结对混凝土结构有重要的影响。

由于粘结影响着钢筋的锚固和搭接强度，因此它是混凝土结构承载力的关键因素之一，同时也直接影响着构件的变形能力和超静定结构的应力重分布能力[1-3]。

因此可以说钢筋与混凝土的粘结是混凝土结构最基本的问题。

而目前主要的缺失是没有一种通用的方法来确定粘结强度。

这就使得不同的实验和研究结果比较起来较为困难。

大家通常都是采用直接拔出实验进行研究。

但是大多数研究并没有把研究重点放在混凝土中的嵌固长度和应力状态，同时也未注意到实验与实际工程中的嵌固长度与应力状态差别是很大的。

通常，钢筋混凝土中的粘结行为是粘结应力与滑移关系。

研究者已经提出了很多粘结应力滑移关系并将之公式化，运用到有限元方法和裂纹分析当中去。

但结果却千差万别，就是由于粘结应力的复杂性以及拔出实验无法真正模拟实际的工作状态。

因此，粘结应力关系应当考虑构件的实际应力工作状态，如受弯构件通常在裂纹面处有较长的嵌固长度和轴向拉伸应力。

正是由于影响因素很多，因此有很多研究者提出了在各自实验条件下的描述粘结行为的公式，它们各有特色，如Ikkit[4,5]等提出了一种轴向拉伸实验下的粘结公式：其中，ksf为混凝土应力状态系数，压缩取1.0，拉伸取0.7；kd为混凝土中浇筑混凝土时钢筋走向系数，垂直浇筑取1.0，水平浇筑取0.9；f′为混凝土强度；s为滑动长度；ds见图1。

这一公式对于拉伸下的应力状态给出了很好的描述，然而这一公式不能给出滑移下的最大粘结力，而最大粘结应力是确定锚固长度，裂纹宽度和搭接长度的关键因素。