浅谈型钢混凝土粘结滑移性能的数值模拟

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1、洳≥：≥-硕士学位论文⑧论文题目型钢混凝土粘结滑移性能的数值模拟作者姓名刘福生指导教师邹道勤副教授学科(专业)结构工程所在学院建筑工程学院提交日期2007—5浙江大学工学硕士学位论文2007摘要随着建筑技术的发展，高大建筑物不断涌现，组合结构应运而生。型钢混凝土以其优越的性能在结构设计中被广泛采用，国内外的学者为此开展了大量的研究工作，其中最为重要的工作是研究型钢与混凝土之间的粘结滑移关系，这也是研究型钢混凝土最重要的基本问题，由于该问题的复杂性，还没有形成统一的理论，因此，开展这方面的数值模拟分析具有重要的理论价值和应用意义。本文总结了国内外型钢混凝土结构的发

2、展与应用情况；介绍了型钢混凝土的基本问题、粘结滑移机理，进一步总结了型钢混凝土的粘结滑移性能研究的成果，分析了目前仍存在且急需解决的主要问题。针对混凝土本构关系的下降段的数值计算问题，总结了目前常用处理方法。论文从理论角度对型钢混凝土粘结强度进行了分析，推导了粘结强度的数学表达式，未知参数通过试验确定。利用ANSYS软件，采用弧长法模拟了考虑混凝土材料本构关系下降段的混凝土和钢筋混凝土短柱的全过程的受力分析，探讨了ANSYS软件应用在混凝土结构极限分析的可能性。采用ANSYS软件对型钢混凝土短柱的受力性能进行非线性有限元数值分析。在分析过程中，首先考虑型钢与混凝

3、土之间无滑移，得到型钢混凝土加载端荷载位移曲线；然后在此基础上，采用由ANSYS程序单元库巾非线性弹簧单元combination39组成的连接单元模拟型钢与混凝土在不同部位上的界面相互作用，结合文献的试验数掘，对型钢混凝土的粘结滑移性能进行数值模拟，得到型钢的应力应变曲线和粘结应力分布曲线，计算结果与试验结果基本吻合。关键词：型钢混凝土；粘结滑移：连接单元；弧长法刘福生：型钢混凝土粘结滑移性能的数值模拟浙江大学工学硕士学位论文2007ABSTRACTAbstractWiththedevelopmentofconstructiontechniquesandemer

4、gingoftallbuildings，compositestructuresemerged．Steelreinforcedconcretestructureiswidelyusedinthestructuraldesignforitsexcellentperformance，domesticandforeignscholarshavedevelopedalotofresearchwork，Oneofthemostimportanttasksistostudythebond—slipbehaviorsbetweensteelandconcrete，because

5、ofthecomplexityoftheproblem，ithasn’tformedaunifiedtheory,SOthereexistimportanttheoreticalandappliedsignificancetodevelopthenumericalsimulationanalysis．Thispapersummarizesthedevelopmentandapplicationofsteelreinforcedconcretestructuresinhomeandabroad；thebasicproblemsandmechanismofbond—

6、slipofSRCstructuresisintroduced，aswellasthestudyresultsofbond-slippropertiesandthestillexistingproblems．Thecurrentcommonmethodofhandlingthenumericalsimulationaboutconcreteconstitutiverelationagainstthedeclinephaseissummarized．Amathematicalmodelofthebondstressbetweensteelshapesandconc

7、retewasestablishedthroughthetheoreticanalysisofthebondstress．Theentiremechanicalbehaviorofconcreteandreinforcedconcreteshortcolumnsisanalyzedthrougharc—lengthmethod，consideringtheconstitutiverelationagainstthedeclinephase．AndthefeasibilityofusingANSYSsoftwaretoanalyzethelimitbearingc

8、apacityofcon