考慮粘結(jié)滑移的型鋼混凝土非線性有限元分析.pdf

1、型鋼混凝土結(jié)構(gòu)(SRC)是鋼筋混凝土(RC)中配置型鋼(S)的一種組合結(jié)構(gòu).型鋼混凝土結(jié)構(gòu)不僅具有承載力高、剛度大、抗震性能好、延性好、防火性能高的優(yōu)點,而且可以有效的減小構(gòu)件的截面尺寸,增大使用空間,減小結(jié)構(gòu)自重,增加房屋高度和增大跨度,提高單位面積的承載力和經(jīng)濟效益. 本文對型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)在國內(nèi)外的發(fā)展、應(yīng)用情況作了概括,詳細總結(jié)了型鋼與混凝土粘結(jié)性能和粘結(jié)-滑移本構(gòu)關(guān)系的研究現(xiàn)狀、研究成果和存在的問題. 本文采

2、用線性回歸方法對文獻所做的16個型鋼混凝土軸拉試驗從加載端開始出現(xiàn)滑移至荷載達到極限值這一區(qū)間的平均粘結(jié)應(yīng)力與加載端滑移的本構(gòu)關(guān)系τ-s<,l>曲線進行了數(shù)學(xué)描述,得出此階段的τ-s<,l>本構(gòu)曲線.依此為粘結(jié)-滑移本構(gòu)關(guān)系,建立了分離式非線性型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的有限元力學(xué)模型,并對型鋼混凝土在軸心受力作用下的力學(xué)行為進行了分析計算,得到了型鋼混凝土構(gòu)件應(yīng)力、應(yīng)變和粘結(jié)滑移的分布規(guī)律.分析了改變混凝土強度、混凝土保護層厚度、配箍率、錨固長度

3、的大小對構(gòu)件的承載力和粘結(jié)強度的影響. 計算結(jié)果表明:(1)采用非線性彈簧單元Combination39模擬型鋼混凝土粘結(jié)滑移性能,計算結(jié)果和試驗結(jié)果吻合較好,說明該單元可用于粘結(jié)滑移的模擬.(2)通過對試驗構(gòu)件的有限元分析得出在使用荷載作用下,型鋼混凝土粘結(jié)應(yīng)力在不同的錨固深度處的分布是不相同的,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.混凝土強度及其保護層厚度、型鋼錨固長度、以及配箍率對型鋼混凝土粘結(jié)強