花紋鋼板與混凝土之間粘結(jié)滑移性能的試驗(yàn)研究.pdf

1、外包鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)是在鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型的組合結(jié)構(gòu),它揚(yáng)長(zhǎng)避短,充分的利用了鋼材和混凝土各自的材料特性。
　　研究與工程實(shí)踐表明,外包鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)的功能取決于外包鋼材與混凝土之間的連接組合程度,但是外包鋼材與混凝土之間的自然粘結(jié)力往往很小,不能提供足夠的組合作用,往往在構(gòu)件中要設(shè)置大量的抗剪連接件來保證組合作用,焊接工作量大,施工較為不便。針對(duì)外包鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn),本文提出采用花紋鋼板作為

2、外包鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)中的鋼材,目的是通過提高鋼材與混凝土之間的自然粘結(jié)力從而來提高整體的組合作用。采用帶花紋的鋼板作為外包鋼材可以提高鋼材與混凝土之間的粘結(jié)力,有利于兩種材料形成一個(gè)整體,更好的共同工作。
　　目前對(duì)外包鋼材和混凝土之間粘結(jié)性能的研究主要集中在光面鋼板與混凝土之間的粘結(jié)性能,對(duì)于表面帶有花紋的鋼板與混凝土之間的粘結(jié)滑移性能目前還沒有相關(guān)的研究資料。因此,進(jìn)行花紋鋼板與混凝土之間粘結(jié)滑移性能研究,具有極其重要的意義

3、。
　　本課題組進(jìn)行了兩組推出試驗(yàn),共21個(gè)構(gòu)件。研究了不同外包形式下,不同因素對(duì)于扁豆形花紋鋼板與混凝土之間的粘結(jié)滑移性能的影響。其中第一組共9個(gè)構(gòu)件,采用全封閉的鋼材外包形式,即鋼管混凝土中方鋼管的形式。第二組共12個(gè)構(gòu)件,采用的是3面封閉一面用拉條連接的鋼材外包形式。
　　通過推出試驗(yàn),測(cè)得各個(gè)構(gòu)件的荷載-滑移曲線和各個(gè)構(gòu)件的平均縱向應(yīng)變的分布曲線。建立了典型的荷載-加載端的滑移曲線模型,總結(jié)了構(gòu)件在荷載上升段與下降段

4、平均縱向應(yīng)變分布的基本規(guī)律。聯(lián)系鋼筋混凝土的粘結(jié)機(jī)理并結(jié)合試驗(yàn)的具體過程對(duì)外包鋼混凝土的粘結(jié)機(jī)理進(jìn)行了理論分析。分別對(duì)兩組試驗(yàn)中花紋鋼板與混凝土之間的初始滑移粘結(jié)強(qiáng)度、極限狀態(tài)下的粘結(jié)強(qiáng)度和水平殘余階段的粘結(jié)強(qiáng)度的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了整理,并運(yùn)用統(tǒng)計(jì)回歸的方法,對(duì)兩組試驗(yàn)的三個(gè)特征粘結(jié)強(qiáng)度進(jìn)行了回歸分析,建立了外包鋼混凝土粘結(jié)強(qiáng)度計(jì)算公式,運(yùn)用回歸公式計(jì)算出來的結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果比較接近。采用雙曲線的模型對(duì)試驗(yàn)的平均粘結(jié)強(qiáng)度-加載端滑移曲線進(jìn)行數(shù)

5、學(xué)擬合,將擬合曲線與試驗(yàn)曲線進(jìn)行了對(duì)比,擬合效果較好。根據(jù)試驗(yàn)測(cè)得的平均縱向應(yīng)變的分布曲線,利用力的平衡關(guān)系對(duì)曲線進(jìn)行了擬合。由加載端的位移和外包鋼材的應(yīng)變定義了外包鋼材與混凝土之間的相對(duì)滑移S的公式,并繪制了滑移沿著錨固深度的分布曲線圖。以平均粘結(jié)應(yīng)力-加載端滑移的曲線為基準(zhǔn)曲線,結(jié)合試驗(yàn)的局部平均粘結(jié)應(yīng)力-滑移關(guān)系曲線族建立模型,根據(jù)模型中兩者曲線形狀相似的特點(diǎn)建立了數(shù)學(xué)關(guān)系,并由此數(shù)學(xué)關(guān)系引入兩個(gè)位置函數(shù)F(x)和G(x)來反映局