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由于FRP筋具有强度高、耐腐蚀性强的特点,因此被广泛应用于土木工程中。在使用过程中,FRP筋混凝土结构与钢筋混凝土结构相同,二者都需要确保界面具有足够的粘结强度,从而不发生滑移破坏。国内外学者通过对FRP筋混凝土结构进行试验,最终获得多种形式的粘结滑移本构模型。然而,由于理论研究和试验条件的局限性,现有试验仅限于得到试件的极限拉拔力和平均粘结强度;对于现有的数值计算,通常将不同材料的公共节点进行耦合或利用弹簧单元来模拟界面的失效破坏。然而,无论是试验研究还是数值计算均无法对FRP筋混凝土界面滑移破坏的全过程进行合理的分析与描述。以断裂力学为理论基础的内聚力模型(Cohesive Zone Model),通过界面粘结强度和断裂能,可恰当地反应界面粘结及分离的脆性过程。本文将以CZM模型为基础,用内聚力界面单元模拟FRP筋混凝土界面的粘结滑移破坏过程。不仅可以对界面的粘结强度加以验证,而且可以得到FRP筋混凝土界面粘结应力分布情况以及变化过程。主要内容和结论如下:(1)对FRP筋混凝土界面粘结性能理论进行研究。提出用于理论分析和数值计算的FRP筋混凝土双线型粘结滑移关系模型,并且基于弹性力学理论推导界面粘结滑移的控制方程,能够得到界面上任意位置处粘结应力和滑移量的分布理论解。结果证明,双线型模型形式简单、参数易于确定,可以合理地描述FRP筋混凝土的界面粘结关系。(2)利用本文提出的界面粘结滑移双线性模型,对考虑粘结滑移的FRP筋混凝土拉拔试验及梁式试验进行有限元分析。通过计算所得的极限拉拔力与试验结果吻合较好,说明了该模型的可行性。分析了界面单元粘结应力与滑移量随加载的变化情况,揭示了粘结界面失效破坏的过程;以实验结果和数值分析结果为基础,给出不同粘结长度情况下,FRP筋混凝土的界面粘结强度范围以及对应滑移量的范围,为FRP筋混凝土梁的分析提供理论基础。(3)对考虑界面粘结滑移的FRP筋混凝土梁进行有限元分析。结果表明,采用界面粘结强度的最小值进行梁的强度计算,承载力与试验结果基本吻合,但由于梁的变形相对较小,界面并未发生界面滑移破坏。因此,本文继续研究了界面粘结参数对FRP筋混凝土梁力学性能的影响,并确定FRP筋混凝土发生界面滑移破坏时的临界粘结强度约为3MPa,且承载力受断裂能的影响甚微;最后,研究混凝土开裂对界面粘结性能的影响,发现混凝土裂缝位置界面粘结性能明显降低。