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型钢混凝土柱界面粘结有限元分析

王益鹤  
【摘要】: 型钢混凝土(Steel Reinforced Concrete简称SRC)结构是指在混凝土中主要配置型钢,并配有一定的构造钢筋及受力筋的结构,是钢与混凝土组合结构的一种主要形式。 本文介绍了型钢混凝土结构的特点,描述了国内外型钢混凝土结构的发展与应用情况;论述了型钢混凝土粘结滑移的基本问题、基本机理;详细总结了型钢与混凝土粘结滑移本构关系的研究现状及存在的问题。 本文利用ANSYS有限元分析软件,建立了分离式非线性型钢混凝土结构的有限元力学模型,并详述了分析方法,探讨了ANSYS软件分析型钢混凝土粘结滑移的可能性。论文对12个型钢混凝土柱构件在轴心受力作用下的力学行为进行了计算模拟,得出型钢混凝土柱构件加载端荷载位移曲线、不同荷载作用下粘结应力和滑移量的分布规律。分析了混凝土强度、混凝土保护层厚度、横向配箍率、型钢锚固长度等因素对构件粘结滑移的影响。 本文分析结果表明,型钢与混凝土之间的粘结滑移不可忽略,采用非线性弹簧单元Combination39能较好模拟型钢与混凝土之间的粘结滑移;加载端荷载位移曲线可较好地反映型钢混凝土柱构件的受力过程;不同荷载作用下、不同的锚固深度处型钢混凝土粘结应力、滑移量的分布均不相同;混凝土强度、混凝土保护层厚度、横向配箍率、型钢锚固长度等因素对型钢混凝土粘结性能均有影响,但影响不尽相同,需分别进行考虑。


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