浅谈型钢与混凝土粘结强度和粘结滑移的有限元分析

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1、lIIIHlItlllllllllllllllll'11111111Y1528055分类号：TU-310710-一$20040397竣步太海硕士学位论文型钢与混凝土粘结强度和粘结滑移的有限元分析导师姓名职称申请学位级别梁勇敢李红副教授硕士学科专业名称结构工程论文提交日期2007年5月15日论文答辩日期2007年5月29El学位授予单位长安大学答辩委员会主席学位论文评阅人王毅红教授颜卫亨教授薛建阳教授摘要型钢混凝土构件具有承载力大、刚度大、构件截面尺寸小、良好的延性以及较好滞回特性及耗能性能，因此型钢混凝土结构的应用越来越广泛。型钢与混凝土粘结作用是保证型钢混凝土构件中型钢与混凝土协调工作的基础

2、，直接影响着型钢混凝土结构和构件的受力性能、破坏形态、计算假定、构件承载能力、裂缝和变形计算理论和分析方法。本文以这种新型结构形式为研究对象，采用理论与数值模拟计算方法，结合试验相关数据，进行了拟梁式拉拔试件分析，根据国内外大多试验结果，型钢腹板对型钢混凝土粘结的贡献相对型钢翼缘很小，忽略型钢腹板的粘结作用，不考虑型钢腹板的作用。研究将为相关技术人员提供参考依据，并对该种新型结构的推广应用起到积极的促进作用。主要研究工作如下：为研究影响型钢混凝土粘结滑移因素的影响，分别对混凝土强度等级、混凝土保护层厚度、横向配箍率和纵向配筋率，每种影响因素均建立8个数值计算模型进行分析，基于试件受荷全过程研究

3、，并得到了各模型加载端的P-S曲线，并得到了各影响因素与粘结性能的关系曲线。对型钢与混凝土连接面上的应力状态进行了分析，建立了各应力间相互关系的表达式，对各种因素进行统计回归，提出了型钢混凝土的粘结本构关系表达式，计算式概念清晰、简单实用。研究成果为改进型钢混凝土结构的强度、刚度、变形、裂缝宽度计算理论提供了试验依据；研究成果可以直接应用于型钢混凝土结构有限元分析，以通过数值试验方法对其各种可能的受力情况进行模拟，使其理论分析结果得以改进与完善，并应用于一般型钢混凝土结构构件的工程设计中。关键词：型钢混凝士；拟梁式拉拔：粘结强度；粘结滑移本构关系；有限元ABSTRACTSteelreinfor

4、cedconcretestructure，SRCstructureforshort，isamainkindofsteelandconcretecompositeshuctIlres．SRCstruc删membershavearelativelysmallsectionaldimensionandahighbearingcapacity．SRCs缸ucturesobtainabetterintegralstiffness，andhaveallexcellentseismicproperties，SoSI屺stmctu_resareputintoapplicationextensively．111

5、ebondbehaviorbetweensteelshapeandconcreteisthebaseoftheircooperation．ThecooperationisthereflectionoftheadvantagesofSRCstructures．Thebondbehaviordirectlyaffectsthebearingcapacity,failuremodalities，crack,deformationandcharactermethodsetc。SRCs仃ucture，anovelkindofs仃ucture，isstudiedinthisthesis．1f11eauth

6、orinthisthesishasadoptedthemethodoftheoreticalanalysisandnumericalsimulationcalculationandconsultedtherelativeexperimentaldatatoanalyzethebeam-tensionsimulationmodel．Accordingtotheresultsofmostexperimentsathomeandabroad，steelbeamplayslessroleinthebondbetweensteelshapeandconcretethansteeledge．Herewej

7、ustignorethebondfunctionofsteelbeam．i．e．Wedon’tconsiderthebondfunctionofsteelbeam．Theresearchofthisthesisisaimedatofferingrefereneedata．Moreover,popularizingsuchstructureisexpected．111emainresearchisi