型鋼高強(qiáng)混凝土界面黏結(jié)滑移試驗(yàn)研究與理論分析.pdf

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

2、的性能,這對(duì)于建立一系列合理的強(qiáng)度、剛度計(jì)算方法提供支撐。
　　本文設(shè)計(jì)12個(gè)型鋼高強(qiáng)混凝土柱的推出試驗(yàn),分別考慮混凝土強(qiáng)度、橫向配箍率、保護(hù)層厚度、型鋼錨固長(zhǎng)度四種參數(shù)對(duì)自然黏結(jié)狀態(tài)下型鋼混凝土界面黏結(jié)滑移性能的影響,并分別在翼緣、腹板以及全截面設(shè)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(xué)性能,挑選8個(gè)形態(tài)較好的推出試件用于軸心受壓。試驗(yàn)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(zhǔn)確反映黏結(jié)滑移破壞的全過(guò)程,并解決了傳統(tǒng)的由力控制的加載很難獲取試件達(dá)到峰值荷載后的下降段數(shù)據(jù)的問(wèn)題。通過(guò)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(jié)強(qiáng)度和滑移量的分布規(guī)律;通過(guò)獲取的荷載-滑移曲線闡述了黏結(jié)強(qiáng)度和滑移量在各個(gè)階段的對(duì)應(yīng)關(guān)系;分別探討混凝土強(qiáng)度、橫向配箍率、保護(hù)層厚度、型鋼錨固長(zhǎng)度、抗剪件五種影響參數(shù)與型鋼高強(qiáng)混凝土界面黏結(jié)滑移性能的關(guān)系;對(duì)型鋼高強(qiáng)混凝土界面剪力傳遞機(jī)理進(jìn)行分析,得到了黏結(jié)強(qiáng)

4、度中三種組成成分(化學(xué)膠結(jié)應(yīng)力、摩擦應(yīng)力、咬合應(yīng)力)的關(guān)系;建立型鋼與混凝土界面層力的平衡方程,通過(guò)密布于型鋼中部的電阻應(yīng)變片獲得滑移量與錨固長(zhǎng)度之間的變化曲線;利用線性回歸方法對(duì)有效黏結(jié)強(qiáng)度、初始黏結(jié)強(qiáng)度、極限黏結(jié)強(qiáng)度以及殘余黏結(jié)強(qiáng)度建立計(jì)算公式,并借助于灰色關(guān)聯(lián)理論對(duì)黏結(jié)強(qiáng)度計(jì)算公式進(jìn)行優(yōu)化,基于關(guān)聯(lián)性系數(shù)提取的簡(jiǎn)化計(jì)算公式在滿足精度要求的同時(shí)亦能帶來(lái)計(jì)算的簡(jiǎn)便;由加載端荷載滑移曲線建立統(tǒng)一的無(wú)量綱化黏結(jié)強(qiáng)度-滑移曲線,并推導(dǎo)了曲線

5、的本構(gòu)關(guān)系表達(dá)式;基于能量的角度揭示了達(dá)到極限黏結(jié)強(qiáng)度時(shí)型鋼高強(qiáng)混凝土柱界面內(nèi)部塑性變性能與彈性變形能的比例關(guān)系;運(yùn)用剛度以及滑移等價(jià)原理建立界面的損傷變量,推導(dǎo)損傷變量的計(jì)算公式,并探討各影響因素與損傷發(fā)展水平的關(guān)系;本文最后比較了幾種規(guī)程中不同的計(jì)算方法,通過(guò)滑移破壞后型鋼高強(qiáng)混凝土柱軸心受壓極限承載力的計(jì)算值和實(shí)測(cè)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(xué)性能的關(guān)系。
　　本文得