型钢混凝土柱粘结滑移本构关系与粘结滑移恢复力模型_李俊华
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型钢混凝土粘结滑移本构关系的分析研究随着现代化建设和城市化的发展,越来越多的钢筋混凝土框架结构及其组件的安装出现在全国各地的建筑物中。
考虑到建筑物的抗震性能,其结构中安装的钢筋混凝土组件粘结滑移本构关系及其分析研究是相当重要的。
《型钢混凝土粘结滑移本构关系的分析研究》旨在提出一种有效的方法来分析和研究钢筋混凝土组件的粘结滑移本构关系。
首先,研究人员通过对型钢混凝土组件粘结滑移的试验室试验,获得了型钢混凝土粘结滑移的材料参数,然后建立模型,以提出型钢混凝土粘结滑移的本构关系。
【研究模型】为了更准确地分析型钢混凝土粘结滑移本构关系,研究人员建立了一个研究模型,该模型是基于型钢混凝土组件粘结滑移本构关系的实验结果。
根据实验结果,研究人员提出了一个公式来计算型钢混凝土粘结滑移本构关系,该公式是:δ = f (R,A,D,ξ)其中,δ代表组件粘结滑移,R为混凝土配筋比,A为混凝土组件的抗压强度,D为衬板材料的拉伸强度,ξ为粘着剂的有效性。
该公式的计算是基于上述四个参数的影响,用于表征型钢混凝土组件粘结滑移本构关系。
【研究结果】用上述提出的模型,研究人员在不同材料参数下对型钢混凝土粘结滑移本构关系进行了分析和计算,得出了许多有关结果,其中有:随着混凝土的抗压强度的增加,粘结滑移会有所减小;随着衬板材料的拉伸强度的增加,粘结滑移会有所减小;随着粘着剂的有效性的增加,粘结滑移会有所减小。
这些有关结果表明,粘结滑移本构关系受到型钢混凝土组件的材料参数影响,实验结果可以用来提高型钢混凝土结构的抗震能力。
【总结】本文研究了型钢混凝土组件粘结滑移本构关系,通过实验研究,建立了模型,获得了相应的结果,从而证明粘结滑移本构关系受到型钢混凝土组件的材料参数的影响,为建筑物的设计提供参考。
今后,针对型钢混凝土结构的设计,将对混凝土的抗压强度、衬板材料的拉伸强度以及粘着剂的有效性给予更多的重视,以期提高结构的抗震能力。
第26卷第4期V ol.26 No.4 工程力学2009年 4 月Apr. 2009 ENGINEERING MECHANICS 98 文章编号:1000-4750(2009)04-0098-07反复荷载下型钢混凝土柱粘结滑移性能试验研究*李俊华1,薛建阳2,王新堂1,赵鸿铁2(1. 宁波大学建筑工程与环境学院,浙江,宁波 315211;2. 西安建筑科技大学土木工程学院,陕西,西安 710055)摘 要:通过在型钢翼缘外侧布置电阻应变片和滑移传感器,对轴力和反复水平荷载作用下型钢混凝土柱的粘结滑移性能进行了试验研究。
由试验得到了水平荷载-滑移滞回曲线和骨架曲线、粘结应力和滑移沿柱高的分布规律;分析了荷载循环次数对粘结应力和滑移量的影响,提出了粘结应力退化率的计算公式。
试验结果表明,型钢混凝土的荷载-滑移滞回曲线比较丰满,在整个加载过程中没有明显的“捏拢”现象。
水平荷载的上升阶段,粘结应力的最大值位于柱的中部,由中部向两端递减,沿柱高呈典型的抛物线状分布;最大荷载后的荷载下降阶段,粘结应力的最大值向柱顶偏移,柱根处由于型钢翼缘的屈服,粘结应力减小为零,沿柱高出现一定范围的“无粘结区”。
在整个加载过程中,柱根处的滑移量最大,由柱根向柱顶逐渐递减,沿柱高大致呈指数分布。
随着荷载循环次数的增加,粘结应力不断减小,滑移量不断增大,出现明显的粘结退化现象。
关键词:型钢混凝土柱;反复荷载;粘结应力;滑移;粘结退化中图分类号:TU398 文献标识码:AEXPERIMENTAL STUDY ON BOND SLIP BEHA VIOR BETWEEN SHAPE STEEL AND CONCRETE IN SRC COLUMNS UNDER CYCLIC REVERSED LOADING LI Jun-hua1, XUE Jian-yang2, WANG Xin-tang1, ZHAO Hong-tie2(1. College of Civil Engineering and Environment, Ningbo University, Ningbo, Zhejiang 315211, China ;2. School of Civil Engineering, Xi’an Universty of Architecture and Technology, Xi’an, Shaanxi 710055, China)Abstract: This paper studies bond slip behavior of steel reinforced concrete (SRC) columns under constant axial load and cyclic reversed horizontal load. With strain gauges and slip transfers embedded on flanges of the shape steels, the test generates hysteretic and skeleton curves of slip against horizontal load. The distribution of bond stress and slip along columns are also obtained. Influence of load cycle number on bond stresses and slips are analyzed, and calculating formula for bond degeneration is presented. Test results show that the hysteretic curve of slip against horizontal load is chubbiness without pinching. At the stage before ultimate horizontal load, bond stress is distributed in parabola along columns. At load-descending stage, the maximum bond stress occurs at the top of columns, and bond stress at the bottom of columns decreases to zero due to the yielding of steel flanges, leading to the occurrence of zero-bone zone along columns. In the whole stage of loading, the interior slip between shape steel and concrete is exponentially distributed along columns. With the increase of load cycle number, bond stresses along columns gradually decrease, but slips gradually increase, demonstrating bond degeneration.Key words: steel reinforced concrete (SRC) column; cyclic reversed load; bond stress; slip; bond degeneration ————————————————收稿日期:2007-11-20;修改日期:2008-01-29基金项目:国家自然科学基金项目(50478044);宁波市自然科学基金项目(2006A610096);宁波大学王宽诚幸福基金作者简介:*李俊华(1977―),男,湖南安仁人,副教授,博士,从事组合结构研究(E-mail: lijunhua@);薛建阳(1970―),男,河南洛阳人,教授,博士,博导,主要从事组合结构研究(E-mail: jianyang_xue@);王新堂(1963―),男,陕西宝鸡人,教授,博士,博导,主要从事钢结构与组合结构研究(E-mail: Wangxintang@);赵鸿铁(1939―),男,江苏人,教授,硕士,博导,主要从事组合结构及古建木结构研究(E-mail: luckyljh@).工程力学 99型钢混凝土结构在高层和超高层建筑中具有显著优越性,其应用日趋广泛。
型钢混凝土粘结滑移本构关系的分析研究近年来,许多工程项目使用型钢混凝土构件作为结构材料,在结构的安全性和可靠性方面发挥重要作用。
然而,型钢混凝土结构中存在粘结滑移本构关系,这会影响该结构的稳定性。
因此,研究型钢混凝土粘结滑移本构关系是提高结构安全性和可靠性的重要工作。
型钢混凝土结构粘结滑移本构关系的分析研究主要有两种方法:理论分析法和实验法。
理论分析法是以分析可能滑移的模型为基础,对滑移关系的本构参数进行理论分析,以确定滑移特性。
而实验法则是通过实验获取粘结滑移本构关系的参数,从而确定滑移特性。
两种方法有各自的优缺点,需要综合考虑。
针对型钢混凝土粘结滑移本构关系的分析研究,首先需要分析结构模型,以确定滑移的位置和条件。
然后,结合模型的分析结果,考虑结构材料的物理性质,并从物理机械原理出发,建立粘结滑移关系的本构方程,以表达滑移特性。
随后,在实验中,首先在滑移模型上进行粘结材料的实验,以确定粘结滑移本构关系的参数;其次,在确定的条件下,将各种型钢混凝土结构模型放置在实物实验平台上,选择合适的实验方法,进行位移和应力的实验测量,最终获得实验结果。
最后,通过对比理论分析方法和实验测量方法得出的结果,确定型钢混凝土粘结滑移关系的本构参数。
根据以上研究分析,型钢混凝土结构粘结滑移本构关系的分析研究可以采用理论分析法和实验测量法相结合的方法,分析和研究型钢混凝土粘结滑移关系的本构参数,最终实现型钢混凝土结构的安全性
和可靠性。
型钢混凝土粘结滑移本构关系的分析研究近年来,型钢混凝土组合结构框架在建筑工程、钢结构、机械结构和交通结构等领域中的应用日益广泛,被广泛应用于地铁、公路、桥梁等工程项目中。
然而,型钢混凝土组合结构面临着一定的设计和构造难题,其中最主要的挑战之一是粘结滑移本构关系的研究。
因此,本文旨在对型钢混凝土粘结滑移本构关系进行分析研究,以为工程设计提供可靠的依据。
首先,本文针对滑移本构关系相关理论进行了概述。
当混凝土与钢材粘结时,两者之间的摩擦力对滑移本构关系有重要的影响。
此外,外力(拉力、横力)和初始位移条件也将影响滑移本构关系。
为了更好地理解型钢混凝土粘结滑移本构关系,有人研究了混凝土在钢中表面的形态和种类,其机理是利用拉-伊耐(L-I)模型和表面张力模型,分析了混凝土对滑移本构关系的影响。
其次,本文研究了型钢混凝土抗拉-抗剪结构的滑移本构关系。
一方面,针对型钢混凝土抗拉-抗剪结构,采用有限元法(ANSYS)模拟滑移本构关系,并研究了外力和钢筋混凝土参数对型钢混凝土抗拉-抗剪结构滑移本构关系的影响。
另一方面,在室外工作中,还会受到不同程度的空气温度、湿度变化的影响,因此,本文还对不同温度的环境条件下的型钢混凝土粘结滑移本构关系进行了模拟分析。
最后,本文将实验结果用于有限元模型,建立型钢和混凝土抗拉-抗剪结构滑移本构关系数学模型,以实现对型钢混凝土粘结滑移本构关系的快速预测。
总而言之,本文从理论和实验方面对型钢混凝土粘结滑移本构关系进行了深入的分析研究,可为型钢与混凝土组合力学模型的设计提供可靠的依据。
结论本文对型钢混凝土粘结滑移本构关系进行了深入的分析研究,通过实验结果建立了型钢和混凝土抗拉-抗剪结构滑移本构关系数学模型,并应用有限元模拟,以此来更好地了解型钢混凝土粘结滑移本构关系,以及不同温度环境条件下结构滑移本构关系的变化,为型钢与混凝土组合结构的设计和施工提供了可靠的依据,同时也为今后更深入地研究型钢混凝土滑移本构关系提供了参考。
考虑粘结滑移型钢混凝土节点受力性能研究型钢混凝土结构中既有型钢构件,又有钢筋、混凝土构件,型钢混凝土结构拥有其他结构无法比拟的优点。
型钢混凝土具有很高的承载力,同时,抗震耗能能力也比较突出,型钢混凝土结构非常适用于抗震要求较高的建筑。
在型钢混凝土框架中,节点是结构的重要部位。
它将结构中的梁、柱相互联系,保证结构中的内力可以顺利传递。
在型钢混凝土结构中,型钢与混凝土的相互作用一直是研究的热点。
研究型钢与混凝土之间的粘结作用的关系,对于进一步的研究型钢混凝土节点的力学性能,承载能力等特性有重要意义。
文章运用ANSYS软件,对型钢混凝土框架节点建立有限元模型。
并且在本文中利用了非线性的(对应的单元为Combination39)具有弹簧性能的单元对框架节点中的混凝土和框架节点的型钢这两种材料相互之间的作用进行模拟。
然后本文运用ANSYS这个通用的软件对型钢和混凝土框架节点单向加载极限承载力进行非线性有限元分析。
第一种情况是,在进行混凝土与型钢建模时把这两个材料之间的粘结滑移性质建立在模型内;另一种情况则在建模时不考虑混凝土与型钢的粘结滑移。
同时参照已有的型钢混凝土框架节点单向静力加载实验,通过ANSYS模拟已有实验,系统的总结出弹簧单元参数的设置,建模的方法,并对比有限元模型结果和已有试验结果验证ANSYS有限元模型的合理性,进一步运用两种模型来研究不同材料强度下型钢混凝土框架节点的极限承载力。
文章通过研究,表明有限元模拟中,不考虑混凝土与型钢的粘结作用时型钢混凝土框架节点所能承受的最大水平推力比考虑混凝土与型钢的粘结作用时型钢混凝土框架节点所能承受的最大水平推力大。
考虑粘结作用的有限元模拟值与实际实验值的差距比不考虑粘结作用的有限元模拟值小,考虑粘结作用的有限元模拟值更接近实际情况。
混凝土的强度越大,型钢强度越大,考虑混凝土与型钢的粘结作用与不考虑混凝土与型钢的粘结作用时型钢混凝土框架节点所能承受的最大水平推力均越大。
型钢混凝土粘结滑移本构关系的分析研究型钢混凝土和滑移本构关系是结构工程师们非常关注的问题。
它不仅可以提高结构工程的设计质量,而且也可以为结构工程提供更经济、更安全、更可靠的设计方案。
因此,本文将以“型钢混凝土粘结滑移本构关系的分析研究”为主题,来探讨型钢混凝土粘结滑移本构关系的影响因素和变化规律,以期对其有更深入的了解,并为实际工程提供技术支撑。
型钢混凝土粘结滑移本构关系是指型钢混凝土构件因粘结相互作用而产生的滑移本构关系。
型钢混凝土构件粘结滑移本构关系分析,主要是为了了解型钢混凝土构件之间的粘结力学性能,以及在结构分析和加载过程中型钢混凝土构件的变形、滑移等的特点。
在研究型钢混凝土粘结滑移本构关系时,可以分析其影响因素,并研究因各种因素的不同变化而引起的变化规律。
根据实践经验,型钢混凝土粘结滑移本构关系的影响因素主要有:混凝土层厚度、混凝土强度、型钢表面处理、型钢材料、粘结剂性质以及型钢混凝土构件设计加载等方面。
首先,型钢混凝土粘结滑移本构关系受到混凝土层厚度和混凝土强度影响最大。
当混凝土层厚度增大时,粘结滑移本构关系也会增大,而混凝土层越厚,混凝土的强度也会增大,进而使粘结滑移本构关系更加紧密稳定。
其次,型钢表面处理也是粘结滑移本构关系的影响因素之一。
型钢表面处理有多种方式,如热镀锌、淬火、硬化处理等。
在实际工程中,这些表面处理都可以增强型钢与混凝土之间的粘结强度,从而有利于提高型钢混凝土结构的整体强度与稳定性。
此外,型钢材料也是影响型钢混凝土粘结滑移本构关系的重要因素。
不同的型钢材料,它们的抗拉强度、抗压强度和塑性变形能力也是不同的,从而影响到型钢混凝土结构的粘结强度。
另外,粘结剂性质也是影响型钢混凝土粘结滑移本构关系的因素之一,而且其影响也很大。
粘结剂性质包括粘结剂的材料特性、表面处理、渗透性、渗透深度、粘结剂厚度、振动、加热等。
在实际设计中,要根据粘结剂的特性来选择最合适的粘结剂,以确保结构的稳定性与可靠性。