型鋼混凝土粘結(jié)滑移研究現(xiàn)狀及基本問題.

1、型鋼混凝土粘結(jié)滑移型鋼混凝土粘結(jié)滑移研究現(xiàn)狀及基本問題研究現(xiàn)狀及基本問題 STATE-OF-THE ART AND BASIC PROBLEMS OF THE STUDY ON BOND-SLIP BETWEEN STEEL SHAPE AND CONCRETE IN SRC STRUCTURES 型鋼混凝土粘結(jié)性能的研究意義型鋼混凝土粘結(jié)性能的研究意義型鋼混凝土結(jié)構(gòu)中型鋼與混凝土之間的自然粘結(jié)或設(shè)置剪力連型鋼混凝土結(jié)構(gòu)中型鋼與混凝土之間的自然粘結(jié)或設(shè)置剪力連接件是保證型鋼混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件中型鋼與混凝土整體共同工接件是保證型鋼混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件中型鋼與混凝土整體共同工作的基礎(chǔ)，正是由于型鋼混凝土

2、之間的粘結(jié)作用，型鋼才能與作的基礎(chǔ)，正是由于型鋼混凝土之間的粘結(jié)作用，型鋼才能與混凝土共同工作、共同承擔(dān)荷載，組合成為一種真正的混凝土共同工作、共同承擔(dān)荷載，組合成為一種真正的“組合組合”結(jié)構(gòu)（圖結(jié)構(gòu)（圖1.11.1）。）。試驗研究結(jié)果表明，未設(shè)置剪力連接件的構(gòu)件，在荷載約達到試驗研究結(jié)果表明，未設(shè)置剪力連接件的構(gòu)件，在荷載約達到極限荷載的極限荷載的80%80%前，型鋼與混凝土基本上能共同工作，在前，型鋼與混凝土基本上能共同工作，在80%80%極極限荷載以后，二者間有較大的相對滑移產(chǎn)生，變形不能協(xié)調(diào)一限荷載以后，二者間有較大的相對滑移產(chǎn)生，變形不能協(xié)調(diào)一致。在實際工程中加設(shè)剪力連接件會加大現(xiàn)場

3、施工工作量、增致。在實際工程中加設(shè)剪力連接件會加大現(xiàn)場施工工作量、增加現(xiàn)場施工工期、提高工程造價。因此，合理的確定型鋼混凝加現(xiàn)場施工工期、提高工程造價。因此，合理的確定型鋼混凝土的粘結(jié)性能，在設(shè)計中主要考慮型鋼混凝土之間的粘結(jié)作用，土的粘結(jié)性能，在設(shè)計中主要考慮型鋼混凝土之間的粘結(jié)作用，采取合理的設(shè)計計算理論，減少（或盡量避免）剪力連接件的采取合理的設(shè)計計算理論，減少（或盡量避免）剪力連接件的設(shè)置，顯然會大大簡化施工并減小施工費用并極大地縮短現(xiàn)場設(shè)置，顯然會大大簡化施工并減小施工費用并極大地縮短現(xiàn)場施工工期，在經(jīng)濟上定將取得顯而易見的效益。施工工期，在經(jīng)濟上定將取得顯而易見的效益。型 鋼混凝土

4、自然粘結(jié)作用連接作用化學(xué)膠結(jié)力機械咬合力摩擦阻力型鋼混凝土構(gòu)件型鋼混凝土結(jié)構(gòu)連接材料剪切連接件型鋼與混凝土之間的粘結(jié)性能將直接影響型鋼混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的受力性能、破壞形態(tài)、承載能力、型鋼與混凝土之間的粘結(jié)性能將直接影響型鋼混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的受力性能、破壞形態(tài)、承載能力、及裂縫和變形等。同時，有限單元法的發(fā)展和完善，為各種復(fù)雜的型鋼混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件分析提供及裂縫和變形等。同時，有限單元法的發(fā)展和完善，為各種復(fù)雜的型鋼混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件分析提供了新的手段，但是也相應(yīng)地提出了一些亟待解決的問題，其中之一就是型鋼與混凝土的粘結(jié)滑移問了新的手段，但是也相應(yīng)地提出了一些亟待解決的問題，其中之一就是型鋼與混凝

5、土的粘結(jié)滑移問題。因此，對于型鋼混凝土結(jié)構(gòu)，要合理地建立一整套的強度、剛度、變形和裂縫開展的計算理論題。因此，對于型鋼混凝土結(jié)構(gòu)，要合理地建立一整套的強度、剛度、變形和裂縫開展的計算理論和分析方法，并采用有限元法對復(fù)雜結(jié)構(gòu)進行準(zhǔn)確的分析計算，就必須對型鋼混凝土粘結(jié)性能進行和分析方法，并采用有限元法對復(fù)雜結(jié)構(gòu)進行準(zhǔn)確的分析計算，就必須對型鋼混凝土粘結(jié)性能進行深入研究。深入研究。圖圖1.1 1.1 型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的構(gòu)成示意圖型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的構(gòu)成示意圖 型鋼混凝土粘結(jié)滑移的基本概念型鋼混凝土粘結(jié)滑移的基本概念 平均粘結(jié)強度平均粘結(jié)強度 在型鋼混凝土粘結(jié)滑移推出試驗研究中，一般取外加荷載在型鋼混凝土連

6、接面總表面積上的平均值為粘結(jié)應(yīng)力，對應(yīng)的取外加荷載達到極限荷載時的粘結(jié)應(yīng)力為型鋼混凝土的粘結(jié)強度，由于試驗研究結(jié)果表明型鋼混凝土的實際粘結(jié)應(yīng)力沿型鋼埋置長度方向是變化的，因此，此粘結(jié)強度實際為沿型鋼埋置長度上型鋼混凝土的平均粘結(jié)強度，在工程中，一般以此強度作為型鋼混凝土粘結(jié)強度。 局部最大粘結(jié)強度局部最大粘結(jié)強度 一般取局部的最大粘結(jié)應(yīng)力值為局部最大粘結(jié)強度，這主要是作為粘結(jié)裂縫開展的控制條件，可用于計算粘結(jié)破壞的開裂荷載。 殘余粘結(jié)強度殘余粘結(jié)強度 型鋼混凝土結(jié)構(gòu)中的粘結(jié)強度在型鋼與混凝土之間的化學(xué)膠結(jié)力完全喪失后，只有摩擦阻力和機械咬合力作貢獻，粘結(jié)強度保持一定的殘余值，并不隨粘結(jié)滑移的發(fā)

7、展而降低，習(xí)慣上稱此粘結(jié)強度為殘余粘結(jié)強度。 粘結(jié)滑移本構(gòu)關(guān)系粘結(jié)滑移本構(gòu)關(guān)系 型鋼混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件在受力后，由于粘結(jié)內(nèi)裂縫以及混凝土劈裂裂縫的存在，在型鋼混凝土的連接面區(qū)域內(nèi)，應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)非常復(fù)雜。為便于分析，一般都將型鋼周圍的這一具有特殊力學(xué)性質(zhì)的混凝土層（滑移層）的變形歸為型鋼混凝土連接面上的相對滑移，并根據(jù)粘結(jié)應(yīng)力和粘結(jié)滑移的對應(yīng)關(guān)系，建立型鋼混凝土的粘結(jié)滑移本構(gòu)關(guān)系，粘結(jié)應(yīng)力是指型鋼表面剪應(yīng)力，滑移為型鋼與連接面上對應(yīng)位置混凝土的相對位錯。鋼板與混凝土粘結(jié)強度的研究鋼板與混凝土粘結(jié)強度的研究 日本的坪井善勝、若林実在1950年為了配合日本規(guī)范鋼骨鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)及解說的編制，采

8、用鋼板拉拔試驗對型鋼與混凝土之間的粘結(jié)強度進行了研究。在試驗中考慮了混凝土強度、混凝土保護層厚度、橫向配箍率和縱向鋼筋數(shù)量等四個因素，得出型鋼混凝土粘結(jié)強度較低的結(jié)論，并建議在規(guī)范中不考慮型鋼混凝土的粘結(jié)作用。西安建筑科技大學(xué)李紅進行了四組鋼板拉拔梁式試件的試驗，試驗考慮了混凝土強度等級、混凝土保護層厚度、橫向配箍率和縱向配鋼率四個因素對粘結(jié)強度的影響。通過試驗結(jié)果的統(tǒng)計回歸，提出了型鋼混凝土的平均粘結(jié)強度、極限粘結(jié)強度和殘余粘結(jié)強度的計算公式，并通過對比計算，得出鋼板與混凝土的粘結(jié)強度較小，相當(dāng)于光圓鋼筋60%和螺紋鋼筋的30%的結(jié)論。 型鋼與混凝土粘結(jié)強度的研究型鋼與混凝土粘結(jié)強度的研究

9、國內(nèi)外關(guān)于型鋼混凝土粘結(jié)強度的研究試驗主要有兩種類型：推出試驗（Push-out test）（圖1.2a）和短柱試驗（Short-column test）（圖1.2b）。 Bryson 和 Mathey 1962主要研究了型鋼表面狀況對型鋼混凝土粘結(jié)強度的影響.Hawkins于1973年進行的型鋼混凝土推出試驗則主要考慮混凝土澆注位置、型鋼截面尺寸和橫向配箍率對型鋼混凝土粘結(jié)強度的影響。 P預(yù)留空隙P圖圖1.2 型鋼混凝土粘結(jié)試驗形式型鋼混凝土粘結(jié)試驗形式 P距加載端距離/mm30%Pu75%PuPu2.0粘結(jié)應(yīng)力/MPa0.42000.001000.24003005000.60.81.21.

10、01.41.81.6700600圖圖1.3 Roeder推出試驗方案推出試驗方案 圖圖1.4 粘結(jié)應(yīng)力分布規(guī)律粘結(jié)應(yīng)力分布規(guī)律 Roeder在1984年所進行的型鋼混凝土推出試驗研究中，首次考慮了粘結(jié)應(yīng)力沿型鋼錨固長度上的變化，并在試驗中通過在型鋼翼緣密布電阻應(yīng)變片的方法（見圖1.3），根據(jù)粘結(jié)應(yīng)力與型鋼翼緣應(yīng)力的相互關(guān)系，得出粘結(jié)應(yīng)力的分布 規(guī) 律 （ 見 圖 1 . 4 ） 。(a)推出試驗推出試驗 (b) 短柱試驗短柱試驗 Roeder1984年的試驗結(jié)果表明： （1）Roeder根據(jù)對Bryson and Mathey 和Hawkins的試驗結(jié)果進行對比分析，并用 其試驗結(jié)果進一步驗證

11、，提出型鋼混凝土粘結(jié)主要由翼緣與混凝土的粘結(jié)貢 獻的假定，而腹板對型鋼混凝土之間的粘結(jié)幾乎不作貢獻，可以忽略。（2）在使用荷載作用下，型鋼混凝土粘結(jié)應(yīng)力在不同的錨固深度處的分布不是相同 的，而是呈指數(shù)分布，隨著荷載的逐步增加，型鋼混凝土粘結(jié)應(yīng)力逐漸增大， 而且在型鋼混凝土連接面上出現(xiàn)粘結(jié)裂縫并逐漸向自由端擴張。（3）根據(jù)試驗結(jié)果，得出按翼緣與混凝土接觸面積平均的局部最大粘結(jié)應(yīng)力隨混凝 土圓柱體抗壓強度的增大而增大的規(guī)律。并得出相應(yīng)的粘結(jié)應(yīng)力公式（4）為了考察型鋼混凝土在風(fēng)荷載和地震作用下的粘結(jié)滑移性能，Roeder還對兩個 自由端已經(jīng)發(fā)生滑移的試件進行了重復(fù)加載試驗，試驗結(jié)果表明，已經(jīng)發(fā)生的

12、滑移對重復(fù)加載后的試件的粘結(jié)應(yīng)力分布規(guī)律影響很大，重復(fù)加載的粘結(jié)強度 比首次加載時所達到的粘結(jié)強度要降低（2845）%。 鄭州工學(xué)院孫國良為了考察型鋼混凝土柱端部軸力的傳遞性能，進行了一批 推出試驗，在試驗中主要考察了栓釘、配箍率和混凝土保護層厚度對型鋼混凝 土粘結(jié)強度的影響。并從混凝土保護層開裂的角度，根據(jù)粘結(jié)應(yīng)力的擴散原理 建立了型鋼混凝土臨界保護層厚度計算的經(jīng)驗公式，并根據(jù)此臨界保護層厚 度，建立了型鋼混凝土粘結(jié)強度的計算公式.fb3/fcrebCfbHamdan 和 Hunaiti于1991年進行的型鋼混凝土推出試驗著重考察了混凝土強度、型鋼表面狀況和橫向配箍率對型鋼混凝土粘結(jié)強度的影

13、響作用。試驗結(jié)果表明混凝土強度對型鋼混凝土粘結(jié)強度沒有明顯的影響，增大橫向配箍率和對型鋼表面進行噴砂處理可以提高型鋼混凝土的粘結(jié)強度。 Wium在1992年先后進行了型鋼混凝土的推出試驗和短柱試驗。Wium 和 Lebet在試驗中著重考察了型鋼混凝土的保護層厚度、橫向配箍率、型鋼的截面尺寸和混凝土的收縮等四個因素對型鋼混凝土粘結(jié)強度的影響。通過對試驗結(jié)果進行統(tǒng)計分析，并采用ADINA有限元程序?qū)Ω饕蛩剡M行了有限元分析 。型鋼表面噴砂處理試件普通型鋼表面試件混凝土抗壓強度(MPa)平均粘結(jié)強度(MPa)0102030405000.51.01.52.02.53.03.54.0Roeder 和 Ro

14、bert. . Chmielowski對型鋼混凝土粘結(jié)性能的有關(guān)試驗研究進行了綜合分析。對以往的有關(guān)型鋼混凝土粘結(jié)性能的試驗研究結(jié)果進行了統(tǒng)計，對混凝土強度、型鋼表面情況、橫向配箍率、型鋼錨固長度與截面高度比、混凝土截面與型鋼截面面積比等因素對型鋼混凝土粘結(jié)強度的影響進行了綜合比較，并相應(yīng)地制出各種統(tǒng)計圖表。圖1.5為統(tǒng)計的混凝土強度和型鋼表明狀況與粘結(jié)強度的關(guān)系。 通過以上歸納和分析，Roeder等進行了18個試件的推出試驗，并著重考慮了混凝 土保護層厚度、橫向配箍率和配箍形式、型鋼截面尺寸、型鋼錨固長度、偏心加 載、剪力連接件等對粘結(jié)強度的影響。并得出很多新的結(jié)論. 圖圖1.5 混凝土強度

15、與粘結(jié)強度關(guān)系混凝土強度與粘結(jié)強度關(guān)系 同濟大學(xué)對高強型鋼混凝土粘結(jié)滑移性能進行了一批推出試驗和短柱試驗，研究結(jié)果表明：（1）粘結(jié)應(yīng)力分布規(guī)律為指數(shù)分布，但隨荷載增加，不會趨于常數(shù)分布。（2）型鋼翼緣外表面的粘結(jié)應(yīng)力均高于相應(yīng)翼緣內(nèi)表面和腹板表面的粘結(jié)應(yīng)力值， 約為2 倍左右，對混凝土保護層厚度較大的試件，這種差異也越明顯。（3）隨混凝土強度的提高，局部最大粘結(jié)應(yīng)力（粘結(jié)強度）也相應(yīng)提高。（4）混凝土保護層厚度對粘結(jié)性能的影響主要是通過對型鋼橫向變形的約束來體現(xiàn)，混凝 土保護層厚度越大，型鋼混凝土連接面上橫向約束力越大，從而粘結(jié)應(yīng)力也相應(yīng)提高。（5）箍筋的作用與混凝土保護層基本相同，也是通過增

16、強對型鋼的橫向約束力來提高型鋼 混凝土的粘結(jié)強度，而且對試件的開裂和劈裂破壞起到約束作用，同時，對于混凝土 保護層厚度較小的試件，配箍率的增加對粘結(jié)強度的影響更加明顯。（6）隨著最大滑移量的增加，剪力連接件對混凝土的橫向擠壓力提高，從而能顯著提高型 鋼混凝土的粘結(jié)強度，但是對于滑移量較小的試件，剪力連接件的 對粘結(jié)強度的提高 作用不顯著。 通過對上述試驗研究的綜合分析，可以看到，型鋼混凝土粘結(jié)滑移性能是一個復(fù)雜 的課題。從1962年Bryson and Mathey到1999年Roeder 和 Robert. Chmielowski 的試驗研究，其中有多個國家多位專家學(xué)者的研究，但是，這些研究

17、成果仍存在較大 的分歧，未曾形成定論。因此，型鋼混凝土粘結(jié)強度的研究還有待于進一步的深入和 完善。型鋼與混凝土粘結(jié)滑移本構(gòu)關(guān)系的研究型鋼與混凝土粘結(jié)滑移本構(gòu)關(guān)系的研究 在有限元分析中應(yīng)該給出沿型鋼混凝土錨固長度變化的粘結(jié)滑移本構(gòu)關(guān)系曲線，但由于型鋼混凝土連接面上的內(nèi)部滑移比較難測定，因此，大多數(shù)試驗和研究中都是采用型鋼混凝土平均粘結(jié)應(yīng)力與型鋼混凝土外部（加載端或自由端）的滑移之間的 關(guān)系曲線（圖1.6）。 S加載端滑移量S(mm)粘結(jié)應(yīng)力平均值(MPa)光圓鋼筋工字鋼式中 為平均粘結(jié)應(yīng)力（ ）；S為加載端相對滑移量（mm）。432556. 1140. 0343. 1315. 1759. 0SS

18、SSS2/mmN 這一本構(gòu)關(guān)系只給出平均粘結(jié)應(yīng)力（外加荷載在型鋼面積上的平均值）與型鋼混凝土推出試驗加載端滑移量之間的相互關(guān)系，無法反映出粘結(jié)滑移剛度沿型鋼錨固長度退化這一實際現(xiàn)象，同時，也不能反映出腹板和翼緣的粘結(jié)滑移剛度的差別，因此具有較大的局限性。國外主要側(cè)重于型鋼混凝土粘結(jié)強度的研究，對粘結(jié)滑移本構(gòu)關(guān)系研究很少。PlS 重慶建筑大學(xué)通過型鋼混凝土推出試驗，并參考國內(nèi)外有關(guān)資料，擬合出工工字鋼和混凝土平均粘結(jié)應(yīng)力與端部滑移之間的關(guān)系曲線：圖圖1.6 典型的典型的 曲線曲線 SS型鋼混凝土粘結(jié)滑移的基本機理型鋼混凝土粘結(jié)滑移的基本機理 已有研究成果表明，型鋼與混凝土之間的粘結(jié)和光圓鋼筋與混

19、凝土之間的粘結(jié)相類似，主要由三部分組成：混凝土中水泥膠體與型鋼表面的化學(xué)膠結(jié)力，型鋼與混凝土接觸面上的摩擦阻力和型鋼表面粗糙不平的機械咬合力?；瘜W(xué)膠結(jié)力主要存在于型鋼與混凝土表面發(fā)生相對粘結(jié)滑移之前，當(dāng)連接面上發(fā)生相對粘結(jié)滑移后，水泥晶體被剪斷或擠碎，化學(xué)膠結(jié)力大大降低，對于型鋼而言，化學(xué)膠結(jié)力在總粘結(jié)力中的比重遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于在光圓鋼筋中的比重。當(dāng)化學(xué)膠結(jié)力退出工作后，粘結(jié)力就主要依靠摩擦阻力和機械咬合力來維持，摩擦阻力主要取決于型鋼與混凝土界面上的正應(yīng)力和摩擦系數(shù)，主要與型鋼混凝土構(gòu)件受力和橫向約束（混凝土凝固時的收縮、混凝土保護層厚度和橫向配箍率等）及型鋼的表面特性有關(guān)。機械咬合力主要取決于型鋼

20、表面狀況。 由于型鋼混凝土構(gòu)件中型鋼的幾何形狀與受力性能的特殊性，粘結(jié)性能又表現(xiàn)出很大特殊性和復(fù)雜性。與鋼筋相比，型鋼混凝土之間的粘結(jié)必須考慮三個方向（縱向、橫向和法向）的粘結(jié)作用。同時，由于混凝土對型鋼翼緣和腹板的握裹性能存在差別，相應(yīng)的型鋼翼緣和腹板的粘結(jié)滑移本構(gòu)關(guān)系也存在差異，因此在有限元分析中，型鋼翼緣和腹板與混凝土之間的粘結(jié)滑移本構(gòu)關(guān)系應(yīng)該分別給出。國內(nèi)外試驗研究表明，型鋼混凝土粘結(jié)滑移剛度沿著型鋼埋置長度方向上存在變化。在有限元分析中，一般是設(shè)法得到縱向粘結(jié)滑移本構(gòu)關(guān)系，然后考慮一定的相互關(guān)系，確定橫向和法向的粘結(jié)滑移剛度，對型鋼混凝土粘結(jié)滑移進行二維或三維模擬。因此，型鋼混凝土粘

21、結(jié)滑移本構(gòu)關(guān)系主要是指型鋼混凝土連接面上的縱向剪應(yīng)力和型鋼混凝土之間的縱向相對滑移之間的相互關(guān)系。由于型鋼混凝土的粘結(jié)滑移剛度隨錨固位置發(fā)生變化，因此，為了確定不同錨固位置的粘結(jié)滑移剛度，必須首先研究粘結(jié)應(yīng)力和相對滑移的分布規(guī)律 ， 從 而 建 立 考 慮 位 置 變 化 的 粘 結(jié) 滑 移 本 構(gòu) 模 型 。影響型鋼混凝土粘結(jié)性能的主要因素確定影響型鋼混凝土粘結(jié)性能的主要因素確定 （1）混凝土強度和粘結(jié)強度的關(guān)系）混凝土強度和粘結(jié)強度的關(guān)系 一方面，Bryson 和 Mathey（1962），Hawkins（1973），Roeder（1984），孫國良（1989），李紅，坪井善勝、若林実等都

22、得出型鋼混凝土粘結(jié)強度和混凝土強度有著直接的關(guān)系，其他關(guān)于型鋼混凝土粘結(jié)滑移的研究以及組合梁粘結(jié)滑移性能、外包鋼與混凝土粘結(jié)性能、鋼管混凝土粘結(jié)性能、鋼筋與混凝土粘結(jié)性能的試驗研究也均表明，鋼與混凝土的粘結(jié)與混凝土的強度有密切的關(guān)系。另一方面，Roeder 和 Robert. Chmielowski在文獻中通過統(tǒng)計有關(guān)文獻的試驗研究結(jié)果，得到混凝土強度對型鋼混凝土粘結(jié)強度無明顯影響的結(jié)果，但是由于各試驗研究的結(jié)果本身存在的不可避免的誤差，而且各試驗研究在試驗條件上不盡相同，并且圖中的數(shù)據(jù)具有較大的離散性，所以，文獻中的結(jié)論不具完全的說服力。 （2 2）型鋼表面狀況與粘結(jié)性能的關(guān)系）型鋼表面狀況

23、與粘結(jié)性能的關(guān)系 Bryson 和 Mathey（1962）專門研究了型鋼表面狀況對粘結(jié)強度的影響情況， 發(fā)現(xiàn)經(jīng)過噴砂處理的型鋼表面，其與混凝土的粘結(jié)性能有較大提高，但是在文獻的試驗結(jié)果的綜合中，卻又得不到相似的結(jié)論，這也有待于進一步試驗研究。 （3 3）橫向配箍率與粘結(jié)性能的關(guān)系）橫向配箍率與粘結(jié)性能的關(guān)系 大多數(shù)試驗研究都得到橫向配箍率雖然不能明顯提高型鋼混凝土在滑移前的粘結(jié)強度，但能大大提高滑移發(fā)生后的粘結(jié)強度。但是，橫向配箍率和型鋼混凝土滑移發(fā)生后的粘結(jié)強度的確定關(guān)系卻沒有明確的結(jié)論，而且，關(guān)于配箍形式對粘結(jié)強度的影響的研究也很少。 （4 4）混凝土保護層厚度與粘結(jié)性能的關(guān)系）混凝土保

24、護層厚度與粘結(jié)性能的關(guān)系 孫國良在文獻中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)混凝土保護層厚度較小時，粘結(jié)強度隨保護層厚度的增加而增加，型鋼混凝土保護層厚度對粘結(jié)強度有較大的影響；而當(dāng)混凝土保護層厚度較大時，保護層厚度對粘結(jié)強度的影響不明顯。李紅在文獻中也得出相似的結(jié)論。但是，文獻建立的兩個型鋼混凝土臨界保護層厚度計算方法都未曾考慮混凝土強度、橫向配箍率等因素的影響，存在一定的缺陷，建立的臨界保護層厚度計算方法也有待于進一步試驗研究。 （5 5）影響型鋼混凝土粘結(jié)性能的其它影響因素）影響型鋼混凝土粘結(jié)性能的其它影響因素 除了混凝土強度、型鋼表面狀況、橫向配箍率、混凝土保護層厚度和剪力連接件這些研究比較普遍的五個因素對型鋼混

25、凝土粘結(jié)強度的影響沒有最終形成定論外，對其他因素的研究也較少，比如，型鋼截面尺寸、型鋼錨固長度、混凝土澆注位置、混凝土的水灰比、骨料級配、齡期等等，而這些因素在個別試驗研究中卻表現(xiàn)出對型鋼混凝土粘結(jié)性能有較大的影響。 型鋼混凝土粘結(jié)滑移本構(gòu)關(guān)系的確定型鋼混凝土粘結(jié)滑移本構(gòu)關(guān)系的確定 由于型鋼混凝土連接面上的內(nèi)部滑移比較難測定，因此，以往試驗和研究中都只得到型鋼混凝土平均粘結(jié)應(yīng)力與型鋼混凝土外部（加載端或自由端）的滑移之間的關(guān)系曲線，并以此作為型鋼混凝土有限元分析的粘結(jié)滑移本構(gòu)關(guān)系。這種粘結(jié)滑移本構(gòu)關(guān)系無法反映出粘結(jié)滑移剛度沿型鋼錨固長度退化這一實際現(xiàn)象，同時，也不能反映出腹板和翼緣二者粘結(jié)滑移

26、剛度的差別，具有較大的局限性。因此，建立一個完善的型鋼混凝土粘結(jié)滑移本構(gòu)關(guān)系是迫切和具有理論與實際意義的。S型鋼混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件計算理論型鋼混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件計算理論 在型鋼混凝土結(jié)構(gòu)中，由于粘結(jié)滑移的存在將直接影響到構(gòu)件的受力性能、破壞形態(tài)、構(gòu)件承載能力、裂縫和變形計算。而正是由于對型鋼混凝土粘結(jié)滑移的不同的考慮，各國關(guān)于型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的規(guī)范和規(guī)程存在較大的差異。 西安建筑科技大學(xué)在1985年1991年期間進行了型鋼混凝土梁、柱及節(jié)點等112個試件的試驗（這些試件除了梁端配置少量剪力連接件外，基本上都是未設(shè)置剪力連接件的試件），對型鋼混凝土梁、柱及節(jié)點正截面和斜截面承載力計算等內(nèi)容進行了研究，

27、并進行了非線性全過程分析。研究結(jié)果表明，型鋼混凝土構(gòu)件破壞時平截面假定不再成立。冶金部建筑研究總院也對型鋼混凝土梁和柱進行了試驗研究，指出當(dāng)荷載達到極限荷載的80%以前，型鋼與混凝土之間的粘結(jié)滑移相對較小，之后則出現(xiàn)較大的粘結(jié)滑移，平截面假定已經(jīng)顯然不能成立。實際應(yīng)變修正平截面 此外其他科研單位也對型鋼混凝土結(jié)構(gòu)進行了開拓性的研究工作，并取得較多的研究成果。他們在研究中都普遍承認(rèn)型鋼與混凝土之間存在滑移，而且對型鋼混凝土構(gòu)件受力性能有顯著影響。因此，通過試驗研究，對受荷后期的受力性能、破壞形態(tài)、承載能力、計算假定、裂縫和變形計算采用考慮滑移的計算理論或修正平截面假定（見圖1.7），建立理論依據(jù)充分的型鋼混凝土計算理論和方法，是必要的。圖圖1.7 1.7 修正平截面假定示意圖修正平截面假定示意圖 型鋼混凝土構(gòu)件中剪力傳遞問題型鋼混凝土構(gòu)件中剪力傳遞問題 在高層和超高層建筑的型鋼混凝土框架結(jié)構(gòu)中，作用在梁上的豎向荷載（包括靜荷載和活荷載）是通過型鋼與混凝土之間的粘結(jié)作用將剪力傳遞到混凝土中，最終使型鋼與混凝土共同承載受力（見圖1.8），梁上的內(nèi)力