钢管混凝土粘结—滑移性能的研究

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钢管混凝土构件中,钢管和混凝土之间的粘结性能在一定程度上是保证构件的协调统一性、使得两种材料能共同工作的基础。钢管和混凝土的连接面上存在滑移的现象,是钢管混凝土构件的特点。虽然在实际工程当中,为了减小和避免滑移的现象,保证钢管和混凝土能够更好地为一体协同工作,在加工钢管的过程中往往在钢管内采取一些加固措施,但是这也额外增加了施工量和工程造价,因此对钢管混凝土粘结-滑移的性能展开研究,通过合理的设计控制滑移现象,使其能满足工程上的要求,在这一点上是很有实际意义的。目前为止国内外对于钢管混凝土粘结-滑移性能方面的研究还比较少,本文在总结了国内外对于该方面研究的文献资料的基础上,着重对钢管混凝土粘结-滑移的力学行为及过程进行研究,研究手段采取理论推导、试验论证、有限元模拟等一系列手法,主要做的工作如下:(1)对超厚钢管混凝土短柱的推出试验力学模型,进行理论上的推导,从理论上得出了该模型的力学性质,如各方向位移的变化和分布规律、粘结应力的变化规律等。通过该模型的推出试验,测得载荷、位移、粘结应力等的变化规律,并通过引入有厚度的粘结层这一概念等一系列假设,最终根据试验结果确定粘结薄层的材料性质。(2)相对于从理论上推导得出的关于推出试验模型的力学行为,在线弹性的条件下,使用ANSYS有限元软件对推出试验的模型进行有限元模拟,与之结果进行比对,相互验证结果的正确性。并且不局限于理论推导的条件,使用有限元模拟探讨在改变一系列外部条件的情况下,构件模型的受力性质的不同。(3)在考虑非线性行为的条件下,使用ANSYS对各种不同外形尺寸的钢管混凝土构件模型进行轴压试验的有限元模拟分析,通过该非线性的模拟得出有关粘结-滑移问题一系列的结果,模拟轴压钢管混凝土构件发现和得出钢管混凝土粘结-滑移的一些规律和结论。最后将该假设存在有一定厚度粘结层的模拟方法得到的结果与传统的模拟方法得到的结果进行比较,从而进一步验证该模拟方法的正确性与合理性。
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