波形钢板混凝土黏结滑移性能试验研究与数值模拟分析

论文摘要

通过波形钢板混凝土推出试验,对波形钢板混凝土黏结滑移受力机理、黏结强度和黏结滑移本构关系等关键问题进行研究。设计8个推出试件,主要研究波角和波谷长度因素对黏结滑移性能的影响,考察波形钢板波角、波脊和波谷处混凝土黏结性能。结果表明,对于波谷和波脊尺寸相同的波形,当波角为钝角时,黏结强度随着波角的增大而增大;当波角为锐角时,黏结强度随着波角的增大而减小。同时,对于相同波角的波形,黏结强度随着波谷的增大而减小。在微滑移阶段和滑移阶段,波形钢板应变沿埋置长度方向呈指数分布;波脊和波角处的应变要大于波谷轴心处的应变;在破坏阶段、荷载下降阶段和残余阶段,波形钢板应变分布复杂,并且在埋置长度上有过零点现象。根据所有试件加载端和自由端的荷载-滑移曲线试验结果,利用统计回归的方法得到波形钢板混凝土特征黏结强度的计算公式。通过建立力学平衡方程,得知波形钢板黏结应力沿着锚固深度呈指数分布,进一步建立考虑位置函数的黏结滑移本构模型。基于ANSYS有限元软件分别从基准黏结滑移本构关系、考虑位置函数的黏结滑移本构关系对试件进行数值模拟,结果表明考虑位置函数的黏结滑移本构关系更具有准确度。

论文目录

• 引言
• 1 试验方案设计
•   1.1 试件设计
•   1.2 黏结应力测量方案
•   1.3 内部滑移测量
•   1.4 试件加载方案
• 2 试验过程和试验现象
•   2.1 试验过程
•   2.2 裂缝形态
•   2.3 试件内部形态
• 3 试验结果及其分析
•   3.1 荷载滑移曲线
•   3.2 界面黏结滑移影响
•   3.3 黏结强度计算方法
•   3.4 特征滑移值的计算
• 4 波形钢板应变和应力分析
•   4.1 应变分布规律
•   4.2 等效应变分布规律
•   4.3 等效黏结应力分布规律
• 5 考虑位置函数的黏结滑移本构方程
• 6 ANSYS有限元数值模拟
•   6.1 本构模型定义
•   6.2 单元选取和模型建立
•   6.3 荷载滑移曲线的数值模拟与试验对比
• 7 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 王威,李元刚,苏三庆,赵春雷,任坦,刘格炜,董晨阳

关键词: 波形钢板混凝土,黏结滑移,波角,波谷,本构关系

来源: 土木工程学报 2019年11期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 建筑科学与工程

单位: 西安建筑科技大学,广联达科技有限公司

基金: 国家自然科学基金项目(51578449,51878548),基础研究计划重点项目(2018JZ5013)

分类号: TU398.9

DOI: 10.15951/j.tmgcxb.2019.11.002

页码: 13-24+44

总页数: 13

文件大小: 2714K

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