基于界面损伤的钢管混凝土粘结滑移性能研究
本文关键词：基于界面损伤的钢管混凝土粘结滑移性能研究 出处：《南昌大学》2013年博士论文 论文类型：学位论文
【摘要】：钢管与混凝土之间的粘结是保证钢管混凝土结构或构件中钢管与混凝土整体共同工作的基础。然而,在加工成型的过程中,在结构内部或表面必然会产生微小的缺陷,即初始损伤。在外界因素作用下,这些微缺陷继续积累发展,使得界面粘结性能劣化,缩短钢管混凝土结构服役年限。在进行构件的非线性有限元分析时,必需建立合理的粘结-滑移本构关系,目前国内外还没有完善的钢管和混凝土之间的粘结-滑移本构关系,这也是目前钢管混凝土结构非线性有限元分析的一个关键症结。因此考虑界面损伤对钢管混凝土粘结滑移性能的影响,建立合适的粘结滑移本构关系具有十分重要的理论意义和实用价值。作为国家自然科学基金项目的部分内容,本文针对钢管混凝土界面的粘结损伤问题,开展了如下几方面的工作：用能量法对推出试验过程进行了分析,得到了粘结应力沿构件长度方向的分布规律,对4根钢管混凝土试件进行了推出试验,获得了粘结界面的荷载-滑移关系曲线,建立了钢管混凝土构件粘结-滑移本构关系；分析了钢管与混凝土初始脱粘的原因,在轴向荷载、温度变化和核心混凝土收缩等情况下界面产生脱粘的临界情况,并对工程中常见的构件进行了临界状态的计算；进行了7根不同比例初始脱粘的构件推出试验,得到了极限承载力与脱粘比例的关系,界面粘结力的大小与组成情况；分析了在循环荷载作用下,钢混凝土界面粘结区及脱粘区应力和界面疲劳裂纹的扩展速率；以最大压力和疲劳荷载次数为参数,进行了13根钢管混凝土构件在疲劳荷载作用后的粘结滑移试验,建立了界面疲劳寿命预测的方法；分析了钢管混凝土在长期荷载作用下的徐变变形规律,制作了7根钢管混凝土构件,在核心混凝土上施加长期荷载,以持荷时间为参数,在加载到设计时间后进行推出试验,计算出了核心混凝土的松弛规律,界面粘结强度与紧箍力的关系；基于损伤力学的原理,建立了钢管混凝土界面损伤模型,以P-s曲线的割线模量为损伤变量,分析了各种因素作用下界面粘结损伤的规律,建立了包含损伤变量的粘结滑移本构关系；以ABAQUS软件为平台,建立钢管混凝土界面粘结滑移问题有限元分析模型,验证了模型的正确性,并将试验结果与有限元计算结果比较,二者吻合得较好；通过分析造成界面损伤的各种因素,从在设计阶段对钢管内壁粗糙程度和混凝土组成成分的角度进行了探索研究,寻求减小界面损伤的措施。
[Abstract]:In this paper , it is necessary to establish a reasonable bond - slip constitutive relation between steel tube and concrete under the action of cyclic loading , and to establish a reasonable bond - slip constitutive relation between steel tube and concrete . The correctness of the model is verified , and the experimental results are compared with the results of the finite element calculation , and the results are in good agreement with each other . Through the analysis of various factors that cause the interface damage , the paper explores the rough degree of the inner wall of the steel tube and the composition of the concrete from the design stage , and seeks to reduce the interface damage .
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TU398.9
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，本文编号：1379826
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