考慮粘結滑移的型鋼混凝土非線性有限元分析.pdf

1、型鋼混凝土結構(SRC)是鋼筋混凝土(RC)中配置型鋼(S)的一種組合結構.型鋼混凝土結構不僅具有承載力高、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件的截面尺寸,增大使用空間,減小結構自重,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構在國內外的發(fā)展、應用情況作了概括,詳細總結了型鋼與混凝土粘結性能和粘結-滑移本構關系的研究現(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)間的平均粘結應力與加載端滑移的本構關系τ-s<,l>曲線進行了數(shù)學描述,得出此階段的τ-s<,l>本構曲線.依此為粘結-滑移本構關系,建立了分離式非線性型鋼混凝土結構的有限元力學模型,并對型鋼混凝土在軸心受力作用下的力學行為進行了分析計算,得到了型鋼混凝土構件應力、應變和粘結滑移的分布規(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、的大小對構件的承載力和粘結強度的影響. 計算結果表明:(1)采用非線性彈簧單元Combination39模擬型鋼混凝土粘結滑移性能,計算結果和試驗結果吻合較好,說明該單元可用于粘結滑移的模擬.(2)通過對試驗構件的有限元分析得出在使用荷載作用下,型鋼混凝土粘結應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,型鋼混凝土粘結應力逐漸增大.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強