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《西安建筑科技大学》 2004年
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型钢混凝土偏压柱粘结滑移性能及应用研究

王彦宏  
【摘要】: 对于型钢混凝土偏压柱,要合理地建立一整套的强度、刚度、变形计算理论和分析方法,并采用有限元法对复杂结构进行准确的分析计算,就必须对型钢混凝土的粘结性能进行深入的研究和了解。同时,由于推出试验(Push-out test)和短柱试验(Short-column test)与偏压柱的受力状况有差别,并不能真正反映出构件中的粘结滑移性能。因此有必要通过准确量测构件内部的粘结应力和滑移,进一步对偏压柱的粘结滑移性能进行研究。 本文首先提出了一套合理可行的型钢混凝土偏压柱粘结滑移性能的试验测试和研究方案,并在本课题组前期试验研究的基础上,研制了内置式钢—混凝土电子滑移传感器(专利授权号:ZL-02-2-61883.3),并进行了阶段性地研究开发,从而解决了型钢与混凝土连接面上滑移难以准确测量的关键问题,为进一步研究SRC偏压柱的粘结滑移性能奠定了基础。 设计了以长细比、偏心距为主要参数的20个偏压柱试件,根据偏压柱的受力特性,在试件中分别放置了单向内置式钢—混凝土电子滑移传感器和双向内置式钢—混凝土电子滑移传感器,并分别在型钢翼缘、腹板和混凝土上布置了电子应变片,对试验柱在受荷全过程的受力性能、和内部滑移的变化进行了细致的观察。 根据20个偏压柱滑移的测试结果,进行综合分析和归纳,基本得到了型钢拉、压侧翼缘滑移的分布规律,并进一步以偏压柱长细比、偏心距为主要参数,分析了其对粘结滑移性能的影响。 利用力的平衡方程,通过对试验数据统计回归,得到了偏压柱型钢两侧翼缘与混凝土的粘结应力的大小及分布规律,并分析了偏压柱长细比、偏心距对其的影响。 结合粘结应力和局部滑移的分布规律,拟合出了各试件的粘结滑移曲线,然后对曲线进行一定的数学处理,经过统计回归后得到了特征滑移值和特征粘结强度的计算公式;对粘结滑移曲线形状经过“归一化”的数学处理进行修正,确定了基本的粘结滑移的本构关系式,并引入了一个位置函数对粘结滑移的本构关系进行了更为细致的描述。 在建立合理的粘结滑移模型的基础上,对型钢与混凝土的滑移,及滑移应变进行了理 西安建筑科技大学博士学位论文 论计算,并进一步推导出型钢与混凝土的滑移效应对偏压柱刚度、变形的影响程度,建立 了简化的偏压柱刚度计算公式。 通过推导滑移应变对构件截面平均应变的影响,准确确定出修正平截面中的一些参数, 使修正平截面更趋合理性,再利用极限平衡方程,建立了SRC偏压柱受压承载力计算模型。 在合理的粘结滑移本构关系的基础上,采用非线性弹簧单元对柱中的粘结滑移进行数 值模拟,分别按考虑和不考虑型钢与混凝土之间的滑移两种情况进行了三维有限元分析, 与试验结果进行了分析比较,基本模拟出了构件受力性能和破环特征。 根据本文的研究结果,对SRC偏压柱的设计提出了一些建议。 根据本文的研究结果,可对型钢混凝土构件粘结滑移性能的进一步试验研究和理论分 析提供参考。
【学位授予单位】:西安建筑科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TU398.9

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【二级引证文献】
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8 毛志伟;郑廷银;;型钢混凝土异形柱的研究现状和展望[A];钢结构工程研究(七)——中国钢结构协会结构稳定与疲劳分会2008年学术交流会论文集[C];2008年
9 彭攀;杜新喜;程辉;罗飞翔;;基于AutoCAD型钢混凝土结构程序设计[A];钢结构工程研究⑧——中国钢协结构稳定与疲劳分会第12届(ASSF-2010)学术交流会暨教学研讨会论文集[C];2010年
10 汪子月;张志强;;型钢混凝土框架核心筒结构直接基于位移的抗震设计[A];第八届全国地震工程学术会议论文集(Ⅰ)[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前8条
1 张华 聂元宗;太平金融大厦钢构工程开吊[N];建筑时报;2009年
2 记者 张临山 通讯员 信佳蔚;山西大剧院:攻坚克难保进度[N];山西日报;2010年
3 记者 刘志强;一项设计节省投资三百万[N];科技日报;2005年
4 本报记者 刘文硕;抢修提速:从一月到一周[N];国家电网报;2010年
5 本报记者 李武英;钢结构住宅你了解多少?[N];建筑时报;2002年
6 本报记者 谈健;他见证中国建筑高度不断攀升[N];广东建设报;2008年
7 本报记者 任佳;超高层新型结构考验抗震防风技术[N];中国建设报;2011年
8 记者 杨贵彪 张俊德 姜玉勇;抢险救援有序推进 善后处理全面启动[N];张掖日报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王彦宏;型钢混凝土偏压柱粘结滑移性能及应用研究[D];西安建筑科技大学;2004年
2 杨勇;型钢混凝土粘结滑移基本理论及应用研究[D];西安建筑科技大学;2003年
3 康灵果;大型火力发电厂少墙型钢混凝土框架主厂房抗震性能试验与设计方法研究[D];西安建筑科技大学;2009年
4 刘义;型钢混凝土异形柱框架节点抗震性能及设计方法研究[D];西安建筑科技大学;2009年
5 刘林;大型火电厂主厂房少墙型钢混凝土框架结构体系地震作用效应与设计方法研究[D];西安建筑科技大学;2009年
6 刘祖强;型钢混凝土异形柱框架抗震性能及设计方法研究[D];西安建筑科技大学;2012年
7 唐昌辉;无粘结预应力混凝土梁和型钢混凝土柱的试验与研究[D];湖南大学;2003年
8 李磊;混合结构的数值建模理论及在地震工程中的应用[D];西安建筑科技大学;2011年
9 顾威;CFRP钢管混凝土柱的力学性能研究[D];大连海事大学;2007年
10 杨玉东;T形截面型钢混凝土短肢剪力墙试验研究及弹塑性分析[D];西安建筑科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 毛蕊;型钢混凝土构件的粘结滑移本构关系研究[D];河南科技大学;2010年
2 邢向阳;考虑粘结滑移的型钢混凝土复合受扭有限元分析[D];青岛理工大学;2011年
3 杜丽艳;型钢混凝土边框柱密肋复合墙体力学性能研究[D];西安建筑科技大学;2010年
4 樊龙;使用损伤与高温耦合下混凝土偏压柱抗火性能试验研究[D];青岛理工大学;2011年
5 张传超;型钢混凝土组合结构的精细化建模理论及方法研究[D];西安建筑科技大学;2011年
6 崔田田;钢梁—型钢混凝土柱节点的力学性能研究及有限元分析[D];中国石油大学;2011年
7 单齐云;L形型钢混凝土异形柱抗火性能的试验研究[D];青岛理工大学;2011年
8 韩协;型钢混凝土框架节点宏观模型研究[D];西安建筑科技大学;2012年
9 张振东;型钢混凝土异型中节点抗剪承载力研究[D];西安建筑科技大学;2012年
10 张佳;小偏压型钢混凝土(SRC)柱抗火全过程试验研究[D];苏州科技学院;2010年
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