型钢混凝土结构粘结滑移性能试验研究与基本理论分析

论文题目: 型钢混凝土结构粘结滑移性能试验研究与基本理论分析

论文类型: 硕士论文

论文专业: 防灾减灾工程及防护工程

作者: 邓国专

导师: 郑山锁

关键词: 型钢混凝土结构,粘结滑移,拉拔,推出,推拉反复,短柱试验,粘结强度,临界锚固长度,破坏准则,本构模型,粘结滑移单元

文献来源: 西安建筑科技大学

发表年度: 2005

论文摘要: 型钢混凝土构件具有承载力大、刚度大、构件截面尺寸小、良好的延性以及较好滞回特性及耗能性能,因此型钢混凝土结构的应用越来越广泛。型钢与混凝土之间良好的粘结作用是保证型钢混凝土构件中型钢与混凝土协调工作的基础,型钢、钢筋和混凝土三种材料元件协同工作,以抵抗各种外部作用效应,才能够充分发挥型钢混凝土组合结构的优点。型钢与混凝土之间的粘结作用直接影响着型钢混凝土结构和构件的受力性能、破坏形态、计算假定、构件承载能力、裂缝和变形计算理论和分析方法。目前各国规范对型钢混凝土结构构件的计算方法不尽相同,但它们的共同特点都是简化或避开了对型钢与混凝土之间的粘结滑移问题的精确处理。笔者对现有的型钢混凝土粘结滑移性能的研究资料进行了总结和分析,结果表明型钢混凝土粘结滑移是一个较复杂的课题,诸多研究成果分歧与矛盾较大,许多问题尚不足以定论,因此型钢混凝土粘结性能的研究有待于进一步的深入和完善。基于型钢混凝土结构构件的具体特性,本文对型钢混凝土粘结滑移性能的试验方案进行了详细的研究。本文拟定试验试件设计以轴心拉拔为主,辅以轴心推出、短柱和推拉反复试验。轴心拉拔试验依据正交试验设计原理,考虑4因素:混凝土强度等级、混凝土保护层厚度、型钢锚固长度和横向配箍率,设计试件16榀;为了考察型钢翼缘内、外侧和腹板表面各自的粘结应力大小和分布规律,增设了隔离腹板和翼缘内侧及仅隔离腹板的对比试件各2榀:为了模拟型钢混凝土柱轴心受压及轴心拉压反复受力,增设了轴心推出和短柱试验试件各2榀以及轴心推拉反复试验试件4榀,共计28榀试件。对型钢与混凝土之间的粘结应力及滑移的分布规律进行量测,并同时对粘结滑移的内裂缝形成和发展进行追踪观察。本文对试件的破坏形式和形念进行深入分析,确定了粘结应力和滑移量的分布规律,以及影响型钢与混凝土粘结滑移性能的主要因素,提出了型钢混凝土粘结强度和滑移量的计算公式,研究了型钢与混凝土的粘结滑移机理,建立了型钢混凝土结构的临界保护层厚度与最小配箍率的计算模型,给出了临界锚固长度的计算方法,并进行了锚固长度的可靠度分析。基于型钢混凝土破坏机理,研究了型钢周围混凝上的应力状念,在理论上推导

论文目录:

1 前言

1.1 型钢混凝土粘结滑移性能研究的意义

1.2 型钢混凝土粘结滑移研究的基本问题

1.2.1 型钢混凝土结构构件的计算理论

1.2.2 型钢混凝土构件中剪力传递问题

1.2.3 有限元分析中的粘结滑移本构关系问题

1.2.4 型钢混凝土结构中的锚固问题

1.3 型钢混凝土粘结滑移的基本概念

参考文献

2 型钢混凝土粘结滑移的研究现状及本课题的主要研究任务

2.1 钢板与混凝土粘结性能的研究

2.2 型钢与混凝土粘结性能的研究

2.2.1 型钢混凝土构件纵向加载试验研究

2.2.2 型钢混凝土构件横向加载试验研究

2.3 型钢与混凝土粘结滑移本构关系的研究

2.4 本课题的主要研究任务

2.4.1 有待研究的主要问题

2.4.2 本课题主要研究内容

参考文献

3 型钢混凝土粘结滑移性能试验研究

3.1 试验方案设计

3.2 试件设计与制作

3.2.1 试件设计

3.2.2 试件制作

3.3 试验加载测量方案

3.3.1 试验加载方案

3.3.2 试验测试方案

3.4 试验结果与分析

3.4.1 试验概况

3.4.2 试件破坏形态与过程

3.5 平均粘结应力与粘结-滑移曲线

3.5.1 轴心拔出试件

3.5.2 隔离型钢腹板及隔离型钢腹板和翼缘内侧的轴心拔出试件

3.5.3 轴心推出试件

3.5.4 轴心短柱试件

3.5.5 轴心反复加载试件加载端的P-S曲线

参考文献

本章附录

4 粘结滑移机理与粘结强度研究

4.1 粘结滑移机理分析

4.1.1 试件的受力与破坏过程分析

4.1.2 型钢周围混凝土的应力状态分析

4.1.3 粘结滑移机理分析

4.2 粘结强度分析

4.2.1 概述

4.2.2 粘结强度的正交回归分析

4.2.3 影响粘结强度的主要因素分析

4.3 极限粘结滑移回归分析

4.4 临界保护层厚度

4.4 最小配箍率

4.5 型钢锚固可靠度分析与锚固长度设计

4.5.1 型钢锚固承载力极限状态方程

4.5.2 型钢锚固可靠度分析

参考文献

本章附录

5 型钢混凝土粘结滑移破坏准则与本构关系研究

5.1 型钢表面粘结滑移分布规律

5.1.1 型钢表面应变分布

5.1.2 型钢表面粘结应力分布

5.1.3 型钢与混凝土间的粘结滑移分布

5.1.4 粘结应变分布指数特征值的确定

5.1.5 粘结滑移分布指数特征值的确定

5.2 型钢混凝土粘结滑移本构关系

5.2.1 粘结滑移平衡方程

5.2.2 粘结滑移本构关系理论分析

5.2.3 平均粘结滑移本构关系确定

5.2.4 考虑位置函数的粘结滑移本构关系

5.3 型钢混凝土粘结滑移破坏准则

5.3.1 粘结滑移破坏准则确定

5.3.2 破坏准则理论分析

5.4 型钢与混凝土间的粘结滑移单元

参考文献

6 结论与展望

6.1 本论文的主要成果与结论

6.2 型钢混凝土粘结滑移研究的展望

附录

附录一：研究生期间发表的论文

附录二：研究生期间参加的科研项目

致谢

发布时间: 2005-07-19

参考文献

[1].钢管混凝土粘结滑移性能的理论分析及ANSYS程序验证[D]. 刘玉茜.西安建筑科技大学2006
[2].预制装配型钢混凝土梁抗震性能试验与有限元数值模拟[D]. 郭敬超.苏州科技大学2018
[3].型钢混凝土结构整体提升施工仿真分析研究[D]. 魏建辉.广西科技大学2015
[4].锈蚀钢筋与混凝土的粘结滑移拉拔试验研究[D]. 王菲菲.华北水利水电大学2018
[5].考虑粘结滑移的钢-玄武岩纤维复合筋混凝土构件非线性分析[D]. 李加乐.安徽建筑大学2018
[6].钢筋混凝土构件的钢筋粘结滑移及性能影响数值模拟与分析[D]. 祝双.大连理工大学2017
[7].花纹型钢—混凝土组合结构粘结滑移性能推出试验研究[D]. 李淑婷.合肥工业大学2017
[8].型钢混凝土结构的抗震性能分析与探讨[D]. 潘海军.合肥工业大学2014
[9].考虑粘结滑移的钢筋混凝土非线性有限元分析方法研究[D]. 康占锋.重庆大学2007
[10].型钢混凝土结构节点受力性能研究[D]. 钱建勋.合肥工业大学2010

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