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波形鋼板混凝土黏結滑移性能試驗研究與數值模擬分析

王威; 李元剛; 蘇三慶; 趙春雷; 任坦; 劉格煒; 董晨陽 西安建筑科技大學; 陜西西安710055; 廣聯達科技有限公司; 陜西西安710018
  • 波形鋼板混凝土
  • 黏結滑移
  • 波角
  • 波谷
  • 本構關系

摘要:通過波形鋼板混凝土推出試驗,對波形鋼板混凝土黏結滑移受力機理、黏結強度和黏結滑移本構關系等關鍵問題進行研究。設計8個推出試件,主要研究波角和波谷長度因素對黏結滑移性能的影響,考察波形鋼板波角、波脊和波谷處混凝土黏結性能。結果表明,對于波谷和波脊尺寸相同的波形,當波角為鈍角時,黏結強度隨著波角的增大而增大;當波角為銳角時,黏結強度隨著波角的增大而減小。同時,對于相同波角的波形,黏結強度隨著波谷的增大而減小。在微滑移階段和滑移階段,波形鋼板應變沿埋置長度方向呈指數分布;波脊和波角處的應變要大于波谷軸心處的應變;在破壞階段、荷載下降階段和殘余階段,波形鋼板應變分布復雜,并且在埋置長度上有過零點現象。根據所有試件加載端和自由端的荷載-滑移曲線試驗結果,利用統計回歸的方法得到波形鋼板混凝土特征黏結強度的計算公式。通過建立力學平衡方程,得知波形鋼板黏結應力沿著錨固深度呈指數分布,進一步建立考慮位置函數的黏結滑移本構模型。基于ANSYS有限元軟件分別從基準黏結滑移本構關系、考慮位置函數的黏結滑移本構關系對試件進行數值模擬,結果表明考慮位置函數的黏結滑移本構關系更具有準確度。

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