钢筋混凝土结构建成之后，会受到各种因素的影响，使得钢筋混凝土之间的粘结性能降低，尤其是遇到罕见地震之后，性能比较弱的钢筋混凝土建筑将会直接被催倒，导致严重的人员伤亡和经济损失，所以后来我国提出了建筑的抗震要求，所使用的钢筋混凝土结构要能够满足当地的抗震指数[1-2]。对于某些地震频发的地域，需要使用到高强度的钢筋混凝土结构才可能避免出现粘结疲劳破坏[3]。为了减轻地震对建筑结构的影响，文章将分析高强钢筋混凝土结构的粘结性能，因为粘结性能直接影响着钢筋混凝土的强度、承载力等。为了模拟地震对钢筋混凝土的影响，文章将使用不同的荷载代替地震。然后分析了3种不同钢筋混凝土在荷载的作用下粘结性能的变化情况。目的在于提高高强钢筋混凝土结构粘结性能，从而增强建筑抵抗罕见地震的能力。

1 实验过程

1.1 实验材料和仪器

实验分析了3种不同的钢筋，分别为光圆钢筋、异形钢筋和螺旋肋钢筋，这3种属于一种新型高强预应力钢筋，具有优异的性能，能够和混凝土组合成抗震性能较好的高强钢筋混凝土。因此实验所需要的主要材料有直径相同的光圆钢筋、异形钢筋和螺旋肋钢筋，硅酸盐水泥、碎石、中砂等。对3种钢筋的抗拉强度和伸长率进行测量之后得到如表1所示的结果，然后所制得的混凝土泊松比为0.18，其弹性模量为3.21×104MPa。

表1 3种钢筋的参数情况Tab. 1 Parameters of the three types of steel bars?

实验所需要的主要仪器为电液伺服万能试验机。

1.2 实验试样制作

实验所制得的试样为一个正立方体，长宽高都为15cm，试样的中间有3种不同类型高强钢筋，钢筋两端分为加载端和自由端，并且在两端都安设了套管，其中相对粘结长度l设置为5d和10d，相对粘结长度表示的是上套管下部距离下套管上部的距离。实验之前一共制作了57个试样，将57个试样分成了19组，每组3个，试样试样的相关参数如表2所示，试样编号中字母代表的不同钢筋类型，A5、A10、B5、B10、C5、C10表示的静载参照基准试件。实验对不同的试样荷载的加载方式进行分析，加载方法中除了表中所示的应力水平上限存在差别，其他的值都相同，表中A10变、B10变、C10变属于变幅加载。

表2 实验试样相关参数Tab. 2 Related parameters of experimental samples?

1.3 实验操作方式

将试样按照图1的方位将其固定在万能试验机的升降台座上，让后使用自带夹具将试样加载端钢筋固定住，于是就可以对台座进行往下运动，此时由于试样被固定住，不能进行运动，于是就相当于在对钢筋进行拔出实验。为了测得混凝土和两端钢筋的相对滑移量，分别在钢筋的两端安装高精度位移传感器，用此来得到相关数据。所有的数据采集过程中会将其传送到计算机中，使用计算机对这些数据管理和分析。

图1 实验试样的示意图Fig. 1 Schematic diagram of experimental sample

2 3种钢筋混凝土结构粘结性能

2.1 高强光圆钢筋混凝土结构粘结性能

当光圆钢筋混凝土受到荷载的影响之后，其粘结抗力主要包含两个方面，分别为化学胶着力和摩擦力，当钢筋混凝土受到不断重复的荷载之后，化学胶着力会被比较小的荷载所影响，是该力降低为零，而摩擦力会在重复摩擦力的影响下快速被降低[4-5]。文章通过对该类型钢筋混凝土的粘结性能进行测试，其中分析了3种不同荷载情况下粘结性能的变化情况，结果如表3所示，其中极限荷载值和残余荷载值属于最后基本上保持不变的恒定值。首先对等幅重复加载进行分析，从中可以看出，和静力加载方式相比，等幅重复加载之后，其残余荷载和极限荷载都有明显降低趋势，而且等幅重复荷载中，将应力水平上限不断提高，其残余荷载和极限荷载值也都处于随之降低的趋势；然后再对变幅重复加载进行分析，相比于静力加载，其残余荷载和极限荷载值也都处于降低状态。

表3 光圆钢筋混凝土的特征荷载值Tab. 3 Characteristic load values of light-round reinforced concrete?

2.2 异形钢筋混凝土的粘结性能

如图2所示为异形钢筋的凹槽和混凝土相互作用示意图，从图中可以看出，异形钢筋混凝土的粘结性能主要由摩擦作用和抗剪作用组成[6]。从理论上可以分析出相比于光圆钢筋混凝土，异形钢筋混凝土的粘结性能要更好，因为异形钢筋有很多凹槽，受到地震荷载的影响之后，会产生抗剪力，从而能够增加钢筋混凝土的粘结效果[7-8]。为了进一步分析异形钢筋混凝土的粘结性能，使用万能试验机进行粘结性能测试，测试了3种不同荷载形态下钢筋混凝土的极限荷载值，如表4所示。

文章来源：《地震地质》 网址: http://www.dzdzzz.cn/qikandaodu/2021/0611/390.html