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型钢混凝土组合结构粘结滑移本构关系的数值分析.pdf

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!璺塑!Q堕:12坠 长春工程学院学报(自然科学版)2005年第6卷第1期 5/24 CN22.1323/N Inst.Tech.(Nat.Sci.Edi.),2005,V01.6,No.1 13.15 J.Changchun 型钢混凝土组合结构粘结滑移本构关系的数值分析 刘丽华1,吕 昂2 (1.长春工程学院土木工程系,长春130012;2.长春市财政投资评审中心,长春130061) 摘要:针对型钢混凝土推出试件的试验数据,通过 混凝土有限元分析中的关键问题。以下通过 OriginPm7.5程序,从加载端开始出现滑移至荷载达 到极限值这一区间的平均粘结应力与加载端滑移的 出试件从加载端开始出现滑移至荷载达到极限值这 本构关系(r—s。曲线)进行了数值分析,并与理论分 一区间(以下简称上升段)的平均粘结应力与加载 析结果进行比较,得出了可用线性规律表达的结论。 端滑移的本构关系(i一|s。曲线)进行数值分析和理 关键词:型钢混凝土;组合结构;粘结一滑移;本构 论分析。 关系 中图分类号:TU398 文献标识码:A 1 上升段r—Sz本构关系的数值分析 文章编号:1009.8984(2005)01.0013.03 1.1 r—Sf关系的基准本构模型 基准本构模型如图L所示,其中特征粘结强度 和特征滑移值取实验值或由统计分析值确定。本文 0 引言 分析采用实验值。 型钢混凝土组合结构中,型钢与混凝土之间的 接触面积大,粘结应力较小(与钢筋混凝土结构比 较)。型钢与混凝土接触面问题的研究主要包括两方 面的问题:①粘结强度及其影响因素;②粘结滑移 机理及其本构关系。粘结应力r和剪切粘结滑移S 的本构关系,一般简称为粘结滑移的r—S本构关 系,粘结应力是指型钢表面剪应力,滑移为型钢与连 口 睦一 接面上对应位置混凝土的相对位错。若型钢与混凝 土之间的粘结强度或锚固措施不够,容易产生较大 图1 加载端r—Sz本构模型 范围的外包混凝土的剥落,型钢的塑性变形能力将 rs:加载端初始滑移对应的平均粘结强度; 得不到充分发挥,承载力会有较大衰减。明确影响型 ru:极限状态对应的平均粘结强度; 钢混凝土粘结、滑移的因素,给出简单适用的粘结滑 rr:水平残余阶段的起始点对应的平均粘结强 移本构关系,对在实际工程中充分利用型钢与混凝 度; 土之间的粘结强度,合理设置锚固连接件;在动力作 s“:极限状态对应的滑移值; 用情况下(如地震、爆炸),吸收更大动能,减轻破坏 Sr:水平残余阶段的起始点对应的滑移值; 程度,震后便于修复等都将起到积极有利的作用;在 1.2 试件参数及钢材材料性质 型钢混凝土有限元分析中,为了考虑型钢混凝土之 本文选用的推出试件的编号及试件参数、材料 间存在的粘结滑移性能,必须在型钢与混凝土之问 的力学性能指标分别列于表1和表2中。 引入连接单元,而不管是采用何种形式的连接单元, 1.3 上升段本构关系的数值分析 都必须有型钢混凝土粘结滑移本构关系,这是型钢 推出试件在上升段分级荷载及对应的平均粘结 收稿日期:2tq04—12—06 仁者简介:刘丽华(1964,5一),女(汉),山东,副教授 主要研究结构力学。 行数值分析。 万方数
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