【正文】 壓狀態(tài)，形成正向殘余粘結(jié)應(yīng)力。加載端處混凝土有不大的回彈，這是由于齒狀體的伸臂梁的受彎彈性變形的恢復(fù)。這時(shí)內(nèi)裂縫均未閉合，存在較大的殘余滑動(dòng)?；炷凛^大的不可恢復(fù)變形，使得肋的兩側(cè)均出現(xiàn)空隙，鋼筋與混凝土之間存在反向粘結(jié)應(yīng)力。（3）再加載階段④174。⑤再次加載至⑤，鋼筋加載端應(yīng)力又增加到最大值，肋右混凝土壓碎區(qū)和斜裂縫又有發(fā)展，肋左的空隙和鋼筋的滑移量有所增大，鋼筋的高應(yīng)力區(qū)有擴(kuò)展，粘結(jié)應(yīng)力的峰值內(nèi)移。隨著荷載重復(fù)次數(shù)的增多，上述鋼筋粘結(jié)區(qū)的混凝土變形和損傷逐漸積累，鋼筋橫肋前的破壞情況逐個(gè)從加載端往自由端擴(kuò)展，加載端的滑移區(qū)繼續(xù)擴(kuò)大，試件的總變形和滑移一直增加，鋼筋的拉應(yīng)力和粘結(jié)應(yīng)力分布也隨著發(fā)生變化。167。 反復(fù)循環(huán)加載下的粘結(jié)性能 局部粘結(jié)－滑移滯回試驗(yàn)曲線1．研究的意義鋼筋混凝土構(gòu)件在反復(fù)循環(huán)荷載作用下所表現(xiàn)出來(lái)的粘結(jié)退化是影響結(jié)構(gòu)非線性動(dòng)力反應(yīng)的一項(xiàng)重要因素。圖724 滯回曲線在地震作用下，粘結(jié)力中的摩阻力持續(xù)減弱，內(nèi)部孔隙加大，導(dǎo)致粘結(jié)機(jī)理發(fā)生變質(zhì)，局部粘結(jié)－滑移關(guān)系曲線呈現(xiàn)捏攏型，粘結(jié)強(qiáng)度不斷下降，滑動(dòng)量不斷增大，耗能能力逐漸下降。所以，研究鋼筋混凝土構(gòu)件在反復(fù)拉壓循環(huán)下的粘結(jié)－滑移滯回曲線，對(duì)于梁柱、節(jié)點(diǎn)等構(gòu)件的恢復(fù)力特性有著極為重要的影響。2．森田試驗(yàn)在反復(fù)循環(huán)荷載作用下粘結(jié)應(yīng)力－滑移關(guān)系的試驗(yàn)研究中，森田的工作具有代表性。（1）第一循環(huán)如圖724所示，加載曲線沿著單調(diào)加載的曲線上升，直至達(dá)到控制滑動(dòng)量S=+；正向卸載，卸載曲線近乎直線下降，卸載剛度幾乎無(wú)窮大，為零時(shí)存在絕大部分的殘余滑動(dòng)；反向加載時(shí)，曲線漸緩，當(dāng)時(shí)，應(yīng)力基本不增加，而滑動(dòng)量減小至零，該階段粘結(jié)剛度幾乎為零。在繼續(xù)反向加載，出現(xiàn)反向滑動(dòng)，此時(shí)沿反向單調(diào)加載曲線下降，出現(xiàn)突然出現(xiàn)粘結(jié)應(yīng)力急劇增長(zhǎng)，即出現(xiàn)了強(qiáng)化現(xiàn)象。當(dāng)S=－ 時(shí)，相應(yīng)的。反向卸載時(shí)，卸載曲線近乎直線上升，卸載剛度幾乎無(wú)窮大，同樣存在很大的殘余滑動(dòng)。（2）第二循環(huán)自第二循環(huán)后，曲線開(kāi)始反映出粘結(jié)力特有的滯回特征。正向加載時(shí)，當(dāng)時(shí)，應(yīng)力基本不增加，而滑動(dòng)量減小至零，該階段粘結(jié)剛度幾乎為零；繼續(xù)正向加載，趨近于控制的滑動(dòng)量時(shí)，再次出現(xiàn)強(qiáng)化現(xiàn)象，粘結(jié)剛度急劇增大，但當(dāng)達(dá)到控制滑動(dòng)量時(shí)，最大的粘結(jié)應(yīng)力；近乎直線卸載至低于第一循環(huán)反向加載的應(yīng)力（小于）時(shí)，應(yīng)力不變，滑移量減小至零，粘結(jié)剛度幾乎為零；當(dāng)繼續(xù)反向加載出現(xiàn)反向滑動(dòng)時(shí)，情況與前半個(gè)循環(huán)相似。（3）第三次及以后的循環(huán)隨著循環(huán)次數(shù)的增大，粘結(jié)應(yīng)力繼續(xù)下降，滯回面積也不斷減小，最后區(qū)域穩(wěn)定。3．反復(fù)荷載下粘結(jié)滑移的特性 控制滑移量情況控制滑移量 控制應(yīng)力圖725 反復(fù)荷載下的粘結(jié)滑移如圖725所示，在給定滑動(dòng)振幅的反復(fù)循環(huán)荷載下，粘結(jié)應(yīng)力退化程度與控制的滑動(dòng)量、循環(huán)次數(shù)及橫向約束作用等因素有關(guān)，控制的滑動(dòng)量越大，經(jīng)受反復(fù)循環(huán)荷載后的粘結(jié)應(yīng)力，比單調(diào)加載時(shí)同樣滑動(dòng)量下的粘結(jié)應(yīng)力下降的就越多。粘結(jié)應(yīng)力的降低在前3 個(gè)循環(huán)最為顯著，以后隨著循環(huán)次數(shù)的增減，降低的程度逐漸減小?？刂茟?yīng)力情況當(dāng)以應(yīng)力控制反復(fù)循環(huán)加載時(shí)，在給定的應(yīng)力幅下，曲線具有典型的滑移型滯回曲線的特征，滑移量隨著反復(fù)荷載次數(shù)的增加，鋼筋的最大滑移量及殘余滑移量不斷增大?；屏康脑鲩L(zhǎng)速度與應(yīng)力水平呈正比。當(dāng)鋼筋的滑移達(dá)到一定數(shù)值后，滑移量再次加速增大，很快發(fā)生破壞。試驗(yàn)表明：鋼筋滑移開(kāi)始迅速增大，導(dǎo)致破壞時(shí)的滑移量和單調(diào)加載試驗(yàn)中破壞峰值應(yīng)力所對(duì)應(yīng)的滑移量基本相同。變幅位移控制情況隨著一個(gè)方向控制位移的增大，另外一個(gè)方向的粘結(jié)應(yīng)力的退化越嚴(yán)重。4．粘結(jié)性能的衰減規(guī)律（1）反復(fù)荷載下粘結(jié)滑移的特性 局部粘結(jié)的退化及破壞與以往加載歷史中的最大局部滑移有關(guān)，而且在較低的滑移水平上，以往的滑移量越大，粘結(jié)應(yīng)力的降低就越多； 粘結(jié)應(yīng)力的退化是以滑動(dòng)增長(zhǎng)的形式來(lái)表現(xiàn)的；曲線存在較為明顯的捏攏段，即存在較大的粘結(jié)應(yīng)力的摩擦區(qū)，摩擦粘結(jié)應(yīng)力與卸載時(shí)的滑移值有關(guān)； 反復(fù)荷載下粘結(jié)滑移包絡(luò)線形態(tài)與單調(diào)加載情況類似，當(dāng)反復(fù)荷載下的粘結(jié)應(yīng)力小于時(shí)，反復(fù)荷載和單調(diào)加載粘結(jié)滑移包絡(luò)線幾乎重合；當(dāng)反復(fù)荷載下的粘結(jié)應(yīng)力大于時(shí)，隨著反復(fù)次數(shù)和粘結(jié)應(yīng)力增大，反復(fù)荷載與單調(diào)荷載的包絡(luò)線相差也隨之增大。反復(fù)荷載包絡(luò)線最大粘結(jié)應(yīng)力； 卸載段幾乎直線意味著在抵消鋼筋肋與混凝土之間空隙，體現(xiàn)在宏觀上的裂縫開(kāi)展； 對(duì)于變形鋼筋，反復(fù)荷載下的粘結(jié)破壞最終由于肋間混凝土的動(dòng)力強(qiáng)度不足而造成肋間斜裂縫的擴(kuò)展和連通而導(dǎo)致破壞；對(duì)于光圓鋼筋，則是由于摩擦粘結(jié)力不斷衰減而造成的拔出破壞。（2）粘結(jié)強(qiáng)度的衰減規(guī)律鋼筋在拉力和壓力的交替作用下，鋼筋表面的兩個(gè)側(cè)面輪番擠壓肋前混凝土，加速了咬合齒的破碎和顆粒磨細(xì)過(guò)程。當(dāng)兩個(gè)方向的滑移分別達(dá)到肋距的一半時(shí)，咬合齒被剪斷，粘結(jié)應(yīng)力進(jìn)入殘余段。中國(guó)建筑科學(xué)研究院和大連理工大學(xué)對(duì)月牙鋼筋與混凝土在多次重復(fù)荷載相交變荷載下的粘結(jié)性能以及退化狀況均進(jìn)行了試驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)提出的等位移下月牙紋鋼筋在重復(fù)荷載n 次下的粘結(jié)強(qiáng)度衰減規(guī)律（ 為粘結(jié)強(qiáng)度衰減系數(shù)）為： 反復(fù)荷載下的滑移曲線，因應(yīng)力水平的增高，由收斂型發(fā)展為發(fā)散型。對(duì)于等位移反復(fù)加載情況，將每一次加載循環(huán)曲線的頂點(diǎn)相連，構(gòu)成骨架曲線，其峰值為反復(fù)荷載下的粘結(jié)強(qiáng)度：粘結(jié)強(qiáng)度的退化系數(shù)數(shù)值穩(wěn)定，可表示為：粘結(jié)強(qiáng)度隨著加載次數(shù)n 的增加而降低，試驗(yàn)結(jié)果的回歸式為：相對(duì)于一次單調(diào)加載的受拉粘結(jié)強(qiáng)度，反復(fù)加載下的退化率為： 上式中的右式實(shí)際等于。 反復(fù)循環(huán)荷載下的粘結(jié)機(jī)理反復(fù)拉壓循環(huán)荷載下的曲線，在第二循環(huán)后反映出滑移型的滯回特征：在滑動(dòng)絕對(duì)值遞減的1/4 循環(huán)中，粘結(jié)剛度（軟化）趨于零；在滑動(dòng)絕對(duì)值遞增的1/4 循環(huán)中，粘結(jié)剛度急劇增大（強(qiáng)化）。這些特征可以用圖726來(lái)說(shuō)明。①：未受荷載狀態(tài)②：加載到；③：卸載混凝土回彈少，裂縫未閉合，肋兩側(cè)均有空隙；④：反向加載，肋左側(cè)空隙減少，右側(cè)空隙增大，主要為摩擦力咬合作用，滑動(dòng)摩阻力保持常值，使曲線呈現(xiàn)水平狀；⑤：肋左側(cè)開(kāi)始擠壓混凝土，肋左裂縫開(kāi)始閉合，局部變形仍存在有一定的空隙，越接近加載端此空隙就越大；⑥：繼續(xù)加載至，肋左混凝土已出現(xiàn)局部擠壓擠碎和內(nèi)裂縫，肋左側(cè)裂縫完全閉合，徑向裂縫不閉合，因此反向加載的粘結(jié)應(yīng)力將低于正向加載時(shí)的粘結(jié)應(yīng)力（約為80%）；⑦：卸載至零時(shí)，混凝土中同樣有殘余應(yīng)力和殘余滑動(dòng)；圖726 反復(fù)荷載下鋼筋肋的位移及內(nèi)裂縫開(kāi)閉示意圖⑧：正向加載后，肋左空隙間向左滑動(dòng)，反向殘余滑動(dòng)急劇減少。肋右存在空隙，還不產(chǎn)生擠壓作用，逐漸的擠緊。當(dāng)鋼筋的滑動(dòng)接近控制的滑移值時(shí)，肋對(duì)混凝土擠壓作用的范圍和程度就越大，粘結(jié)剛度也急劇增大，反映在曲線上斜率變陡。當(dāng)?shù)诙h(huán)的正向加載達(dá)到控制滑動(dòng)量時(shí)，平均粘結(jié)應(yīng)力將低于第一次加載時(shí)的平均粘結(jié)應(yīng)力，這是因?yàn)樵诘谝淮渭虞d至控制滑動(dòng)量時(shí)，右側(cè)混凝土已經(jīng)出現(xiàn)不可恢復(fù)的變形，如第二次加載采用同樣的控制滑動(dòng)量，則肋對(duì)混凝土的擠壓力將小于第一次加載時(shí)的擠壓力，而接觸面的摩擦咬合作用也有所削弱。要想獲得同樣大的擠壓力，必須增大滑移量。隨著反復(fù)循環(huán)次數(shù)的增加，由于混凝土的局部擠碎及內(nèi)裂縫的發(fā)展，使得接觸面“邊界面”混凝土的破壞范圍由加載端向內(nèi)擴(kuò)大。當(dāng)荷載足夠大時(shí)，正向加載和反向加載產(chǎn)生的二組內(nèi)裂縫反復(fù)開(kāi)閉，使得裂縫逐漸相交，結(jié)果“邊界層”混凝土很快被碾碎，導(dǎo)致粘結(jié)的顯著惡化。同時(shí)，正反兩個(gè)方向的反復(fù)滑動(dòng)，使鋼筋表面與混凝土骨料間的摩擦咬合作用要比單向重復(fù)加載下有更大的降低。 局部粘結(jié)與滑移的數(shù)值計(jì)算模型反復(fù)循環(huán)荷載下粘結(jié)－滑移的計(jì)算模型是基于試驗(yàn)曲線并予以合理的簡(jiǎn)化后提出的。由于反復(fù)循環(huán)荷載下的滯回曲線本身就很復(fù)雜，不同研究者又基于不同的試驗(yàn)資料進(jìn)行簡(jiǎn)化，所以提出的計(jì)算模型也不盡相同。現(xiàn)有的計(jì)算模型主要有：Tassios 模型、Hawkins 模型、Moritaamp。Kaku 模型、Shipmanamp。Gerstle 模型以及滕志明等人的模型。這里不作詳細(xì)介紹，有興趣的讀者可以參考相關(guān)書(shū)籍。 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)非線性分析講義