钢管混凝土粘结滑移性能的理论分析及ANSYS程序验证（可复制毕业论文）.pdf

》钢管混凝土粘结滑移性能的理论分析及绦蜓橹摘要●鯨专业:结构工程硕士生:刘玉茜指导教师:薛建阳教授本文在国内外现有研究成果的基础上,分析探讨了钢管混凝土中钢管与混凝土之间的粘结滑移机理,并借助钢管混凝土推出试验芯苛烁止芑炷琳辰强度、粘结应力一滑移相互关系辰峄票竟构叵,对钢管混凝土中钢管与混凝土之间的粘结滑移问题进行了较为系统的理论分析。首先根据以往的分析结果,初步地认识了钢管混凝土中钢管与混凝土之间的粘结力,明确了钢管混凝士的界面状态及粘结应力沿长度方向的分布状况。然后在试验结果的基础上,探讨了粘结力的组成部分,包括混凝土中水泥凝胶体与钢管表面的化学胶结力、钢管与混凝土界面粗糙不平的机械咬合力、钢管与混凝土间的摩擦力;分析了与荷载一滑移曲线相对应的粘结一滑移的各个发展阶段,包括微滑移段、加速滑移段、下降段、残余段;总结了推出试验荷载一滑移曲线的变化特征,有的存在峰值点及其随后的下降段,有的只出现拐点。根据钢管外表面应变的分布规律,给出了粘结强度的定义。着重分析了影响钢管混凝土界面粘结强度的因素,涉及材料、截面形状、试件尺寸、养护条件,加载方式等各个方面,并探讨了剪切连接件对钢管混凝土试件粘结性能的影响,以及粘结滑移对钢管混凝土结构力学性能的影响。根据对以往试验结果的回归分析,得到了钢管混凝土粘结强度、粘结应力一滑移本构关系。利用绦蚨愿止芑炷镣瞥鍪约辛巳邢拊DD狻NH婵悸歉止与混凝土界面的相互作用,采用三个非线性弹簧单元单元直鹉D钢管与混凝土之间三个方向的作用。与试验结果进行了对比,并系统总结出了考虑粘结滑移的钢管混凝土构件的绦蛉邢拊7治鼋:图扑惴椒ǎ关键词:钢管混凝土;粘结强度;粘结滑移本构关系;绦蚴的D基金项目:国家自然科学基金资助项目西安建筑科技大学硕士学位论文·
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第一章概述钢管混凝土结构的发展和应用【卜钢管混凝土结构的特点‘】钢管混凝土是指在钢管中充填混凝土而形成的构件,按截面形式不同,分为方钢管混凝土、圆钢管混凝土和多边形钢管混凝土等。钢管混凝土利用钢管和混凝土两种材料在受力过程中的相互作用,即钢管对其核心混凝土的约束作用,使核心混凝土处于三向受压状态,从而使核心混凝土具有更高的抗压强度,塑性和韧性性能也大为改善。同时,由于核心混凝土的存在可以避免或延缓钢管发生局部屈曲,从而可以保证其材料性能的充分发挥。另外,在钢管混凝土的施工过程中,钢管还可以作为浇注其核心混凝土的模板,与钢筋混凝土相比,可节省模板费用,加快施工进度。总之,通过钢管和混凝土组合而成为钢管混凝土,不仅可以弥补两种材料各自的缺点,而且能够充分发挥二者的优点,这也正是钢管混凝土组合结构的优势所在。钢管混凝土除具有强度高、重量轻、延性好、耐疲劳、耐冲击等优越的力学性能外,还具有省工省料、架设轻便、施工轻便的优越的施工性能。钢管混凝土是在高层建筑和大跨度桥梁中应用高强度混凝土的一种最高效和最经济的结构形式。这是因为:止芑炷炼院诵幕炷恋奶坠孔饔茫苡行У乜朔强混凝土的脆性;止苣谖薷纸罟羌埽阌诮焦喔咔炕炷粒乙蛴懈止芊掷耄与管外梁板结构的普通混凝土互不干扰,无交错浇灌的麻烦;止芡饷嫖藁炷帘护层,能充分发挥高强混凝土的承载能力。方钢管对其核心混凝土的约束效果不如圆钢管显著,但仍有良好的效果,尤其可以有效地提高构件的延性,另外,与梁的连接结点处理也较容易,因此,在实际工程中具有很好的应用前景。从年美国人谠哺止苤谐涮罨炷磷魑7课萁ㄖ某兄刂称为并获得专利算起,钢管混凝土结构在土木结构中的应用已有百年历史。钢管混凝土优越的力学性能,一开始就受到欧美各国土木工程界的重视,竞相开发利用。本世纪年代前后,在美国的波士顿