型鋼高強混凝土界面黏結滑移試驗研究與理論分析.pdf

1、型鋼高強混凝土組合結構由于承載能力高、剛度大、耐久性好等優(yōu)點,在實際工程中得到越來越廣泛的應用,在高強混凝土中埋置型鋼形成的組合結構不僅能夠充分發(fā)揮型鋼優(yōu)異的力學性能,同時還能規(guī)避高強混凝土明顯的脆性問題,使高強混凝土應用于高層及超高層建筑成為可能,從而實現(xiàn)了減小構件尺寸、減輕結構自重、增大建筑有效凈空的目的。型鋼與高強混凝土界面黏結滑移性能的是型鋼高強混凝土組合結構最基本的研究領域之一,滿足界面黏結力要求才能發(fā)揮型鋼高強混凝土結構優(yōu)異

2、的性能,這對于建立一系列合理的強度、剛度計算方法提供支撐。
　　本文設計12個型鋼高強混凝土柱的推出試驗,分別考慮混凝土強度、橫向配箍率、保護層厚度、型鋼錨固長度四種參數(shù)對自然黏結狀態(tài)下型鋼混凝土界面黏結滑移性能的影響,并分別在翼緣、腹板以及全截面設置剪力連接件研究抗剪件的有利作用,為了比較型鋼混凝土界面滑移破壞前后力學性能,挑選8個形態(tài)較好的推出試件用于軸心受壓。試驗采用位移控制的加載制度,所獲得的數(shù)據(jù)相比由力控制的加載制度更能

3、準確反映黏結滑移破壞的全過程,并解決了傳統(tǒng)的由力控制的加載很難獲取試件達到峰值荷載后的下降段數(shù)據(jù)的問題。通過觀察推出試件的破壞形態(tài),分析得出各破壞形態(tài)下主要的受力特征,確定了黏結強度和滑移量的分布規(guī)律;通過獲取的荷載-滑移曲線闡述了黏結強度和滑移量在各個階段的對應關系;分別探討混凝土強度、橫向配箍率、保護層厚度、型鋼錨固長度、抗剪件五種影響參數(shù)與型鋼高強混凝土界面黏結滑移性能的關系;對型鋼高強混凝土界面剪力傳遞機理進行分析,得到了黏結強

4、度中三種組成成分(化學膠結應力、摩擦應力、咬合應力)的關系;建立型鋼與混凝土界面層力的平衡方程,通過密布于型鋼中部的電阻應變片獲得滑移量與錨固長度之間的變化曲線;利用線性回歸方法對有效黏結強度、初始黏結強度、極限黏結強度以及殘余黏結強度建立計算公式,并借助于灰色關聯(lián)理論對黏結強度計算公式進行優(yōu)化,基于關聯(lián)性系數(shù)提取的簡化計算公式在滿足精度要求的同時亦能帶來計算的簡便;由加載端荷載滑移曲線建立統(tǒng)一的無量綱化黏結強度-滑移曲線,并推導了曲線

5、的本構關系表達式;基于能量的角度揭示了達到極限黏結強度時型鋼高強混凝土柱界面內部塑性變性能與彈性變形能的比例關系;運用剛度以及滑移等價原理建立界面的損傷變量,推導損傷變量的計算公式,并探討各影響因素與損傷發(fā)展水平的關系;本文最后比較了幾種規(guī)程中不同的計算方法,通過滑移破壞后型鋼高強混凝土柱軸心受壓極限承載力的計算值和實測值分析各種方法的利弊,并探討影響參數(shù)與柱的極限承載力、彈性模量、變形性能、耗能能力等力學性能的關系。
　　本文得