粘結(jié)滑移簡介

型鋼與混凝土之間的連接主要依靠二者的粘結(jié)錨固作用，即粘結(jié)力，這種粘結(jié)力的影響因素當(dāng)然很多，導(dǎo)致二者之間的粘結(jié)力有大有小，變形差的存在會產(chǎn)生連接面上的相對滑移2100433B

前言

第一章 緒論

1.1 型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的特點

1.2 型鋼混凝土粘結(jié)滑移的基本概念

1.3 型鋼混凝土粘結(jié)滑移性能研究的意義

1.4 型鋼混凝土粘結(jié)滑移研究的基本問題

1.4.1 型鋼混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件計算理論

1.4.2 型鋼混凝土構(gòu)件中的剪力傳遞問題

1.4.3 型鋼混凝土結(jié)構(gòu)中的粘結(jié)錨固問題

1.4.4 有限元或界面應(yīng)力元分析中的粘結(jié)滑移本構(gòu)關(guān)系問題

1.5 型鋼混凝土粘結(jié)滑移研究概況

1.5.1 鋼板與混凝土粘結(jié)強度的研究

1.5.2 型鋼與混凝土粘結(jié)強度的研究

1.5.3 型鋼與混凝土粘結(jié)滑移本構(gòu)關(guān)系的研究

1.6 目前存在的主要問題

1.6.1 型鋼混凝土粘結(jié)機理的揭示

1.6.2 影響型鋼混凝土粘結(jié)性能的主要因素的確定

1.6.3 型鋼混凝土粘結(jié)滑移本構(gòu)關(guān)系的確定

第二章 型鋼混凝土推出試驗及其分析

2.1 推出試驗研究方案

2.1.1 試件的設(shè)計與制作

2.1.2 試驗測試方案

2.1.3 試驗加載方案

2.2 推出試驗研究結(jié)果

2.2.1 試驗過程分析

2.2.2 試驗P-S曲線及其特征

2.2.3 裂縫形態(tài)及發(fā)展過程

2.2.4 型鋼應(yīng)變測試結(jié)果及分析

2.2.5 滑移測量

2.2.6 對比試驗的試驗結(jié)果

第三章 型鋼混凝土粘結(jié)強度分析

3.1 已有試驗研究結(jié)果介紹

3.1.1 Roeder的試驗

3.1.2 孫國良試驗

3.2 作者的推出試驗結(jié)果

3.2.1 P一S1曲線的特征點

3.2.2 粘結(jié)強度的主要影響因素

3.2.3 特征粘結(jié)強度的統(tǒng)計分析

3.3 粘結(jié)強度計算公式的修正

3.3.1 計算公式的驗證

3.3.2 建議的粘結(jié)強度計算公式

第四章 型鋼混凝土偏心受壓柱的粘結(jié)滑移性能試驗及其分析

4.1 概述

4.2 試件設(shè)計及制作

4.3 加荷程序及量測方案

4.3.1 試驗加載方案

4.3.2 測點布置及量測方案

4.4 試驗結(jié)果及分析

4.4.1 試驗過程及破壞形態(tài)

4.4.2 極限承載力及變形

4.4.3 應(yīng)變分析

4.4.4 側(cè)向撓度分析

4.5 粘結(jié)滑移的測試結(jié)果與分析

4.5.1 型鋼與混凝土連接面上粘結(jié)應(yīng)力的分布

4.5.2 型鋼與混凝土交界面的滑移分布

第五章 反復(fù)荷載下型鋼高強混凝土柱抗震性能及粘結(jié)滑移退化關(guān)系

5.1 概述

5.2 試件設(shè)計及制作

5.3 加載方案及測試內(nèi)容

5.4 試驗結(jié)果及分析

5.4.1 試驗過程及破壞形態(tài)

5.4.2 滯回曲線

5.4.3 耗能性能

5.4.4 強度衰減

5.4.5 骨架曲線

5.4.6 延性

5.4.7 粘結(jié)應(yīng)力的分布

5.4.8 反復(fù)荷載下粘結(jié)應(yīng)力的退化

5.4.9 反復(fù)荷載下的滑移特性

第六章 型鋼混凝土粘結(jié)滑移本構(gòu)關(guān)系

6.1 平均粘結(jié)強度與加載端滑移的t一S1本構(gòu)關(guān)系

6.1.1 特征滑移值的統(tǒng)計分析

6.1.2 r-S1本構(gòu)模型的描述

6.2 考慮位置函數(shù)的粘結(jié)滑移本構(gòu)關(guān)系

6.2.1 不同錨固深度處的t-S曲線

6.2.2 位置函數(shù)F(x)和G(z)的確定

6.2.3 考慮位置變化的r-S本構(gòu)關(guān)系

6.3 型鋼混凝土偏心受壓柱的粘結(jié)滑移本構(gòu)關(guān)系

6.3.1 粘結(jié)滑移曲線的特征

6.3.2 粘結(jié)滑移本構(gòu)模型

6.3.3 考慮位置變化的粘結(jié)滑移曲線

6.4 反復(fù)荷載下型鋼高強混凝土柱的粘結(jié)滑移本構(gòu)關(guān)系

6.4.1 柱根位置的粘結(jié)滑移本構(gòu)關(guān)系

6.4.2 粘結(jié)滑移曲線

6.4.3 考慮位置變化的粘結(jié)滑移曲線

6.4.4 粘結(jié)滑移恢復(fù)力模型

第七章 型鋼混凝土構(gòu)件的ANsYs數(shù)值模擬

7.1 概述

7.2 推出試驗的數(shù)值模擬

7.2.1 幾何形狀及尺寸

7.2.2 材料性質(zhì)

7.2.3 單元類型

7.2.4 型鋼混凝土粘結(jié)滑移模擬

7.2.5 試件計算參數(shù)

7.2.6 考慮位置函數(shù)的推出試件ANsYs模擬

7.3 型鋼混凝土偏心受壓柱的數(shù)值模擬

7.3.1 模型建立

7.3.2 計算結(jié)果分析

7.4 型鋼混凝土梁的數(shù)值模擬

7.4.1 型鋼混凝土梁的截面尺寸和幾何參數(shù)

7.4.2 有限元模型的建立

7.4.3 計算結(jié)果分析

7.4.4 小結(jié)

第八章 型鋼混凝土粘結(jié)滑移理論的工程應(yīng)用

8.1 粘結(jié)錨固可靠度分析

8.1.1 極限狀態(tài)方程和統(tǒng)計資料

8.1.2 可靠指標和可靠度分析

8.2 型鋼混凝土柱的混凝土保護層厚度分析

8.2.1 臨界保護層厚度的確定

8.2.2 兩個方向混凝土保護層厚度的關(guān)系

8.3 考慮粘結(jié)滑移效應(yīng)的偏心受壓柱正截面承載力計算

8.3.1 概述

8.3.2 修正平截面假定的理論計算

8.3.3 型鋼應(yīng)力分析

8.3.4 偏心受壓柱承載力的計算模型

8.4 型鋼高強混凝土柱的軸壓比限值

8.4.1 概述

8.4.2 剪跨比λ≥2.O的型鋼高強混凝土柱的軸壓比限值

8.4.3 剪跨比λ<2.0的型鋼高強混凝土柱的軸壓比限值

8.4.4 配箍率對軸壓比限值的影響

8.5 型鋼高強混凝土柱的受剪承載能力計算

8.5.1 影響型鋼高強混凝土柱受剪承載力的主要因素

8.5.2 型鋼高強混凝土柱受剪承載能力計算

參考文獻2100433B

本書系統(tǒng)研究和探討了型鋼混凝土結(jié)構(gòu)中型鋼與混凝土之間的相互作用和粘結(jié)滑移機理，以及型鋼混凝土粘結(jié)滑移理論在有限元數(shù)值模擬和工程設(shè)計方面的應(yīng)用。全書共分八章，主要內(nèi)容包括：型鋼混凝土構(gòu)件的推出試驗，型鋼混凝土偏心受壓柱的粘結(jié)滑移性能試驗，型鋼高強混凝土柱的低周反復(fù)加載試驗及其分析，動力作用下粘結(jié)滑移性能的退化規(guī)律；分析了影響型鋼與混凝土粘結(jié)滑移的內(nèi)在本質(zhì)因素，建立了粘結(jié)強度的統(tǒng)計計算公式和各受力構(gòu)件的粘結(jié)滑移本構(gòu)關(guān)系；基于大型通用程序ANSYS平臺，研究了型鋼混凝土結(jié)構(gòu)考慮粘結(jié)滑移效應(yīng)的數(shù)值模擬技術(shù)；從工程實用的角度出發(fā)，提出了粘結(jié)錨固可靠度分析方法、型鋼混凝土柱保護層厚度及正截面承載能力計算方法，以及型鋼高強混凝土柱的軸壓比限值和受剪承載力計算方法等。

利用材料塑性變形過程中最大切應(yīng)力跡線的性質(zhì)，求解塑性力學(xué)邊值問題的一種方法，主要用于求解剛塑性材料的平面應(yīng)變問題。金屬材料的塑性變形是金屬顆粒在最大切應(yīng)力方向的相對滑移引起的，滑移的結(jié)果形成滑移帶，它和最大剪應(yīng)力跡線是重合的，所以最大切應(yīng)力跡線又稱滑移線。塑性變形體內(nèi)的滑移線場是兩族正交的曲線：一族稱為α線,另一族稱為β線。圖1示出受內(nèi)壓的圓孔周圍的滑移線場，α線和β線分別由不同顏色標出。

滑移線法要點

它避開非線性的塑性本構(gòu)關(guān)系，而利用塑性變形過程中的特點，將問題轉(zhuǎn)化為建立滑移線場，然后再由滑移線的性質(zhì)找出應(yīng)力分布規(guī)律。在剛塑性材料的平面應(yīng)變問題中，平均正應(yīng)力σ為兩個正應(yīng)力、之和的一半，而且最大剪應(yīng)力的值等于剪切屈服極限k，k為常數(shù)。因此，只要找出平均正應(yīng)力σ，便可由σ和k利用微元體的平衡條件，確立正應(yīng)力分量、和剪應(yīng)力分量。

在滑移線法中,通常假設(shè)材料是理想剛塑性材料,而且體積不可壓縮。以θ表示α族滑移線與x軸正向的夾角，則反映平均正應(yīng)力σ和θ角之間關(guān)系的公式為：

沿α線

沿β線

式中沿每一條

滑移線法性質(zhì)

從亨奇應(yīng)力方程可以推出滑移線的如下性質(zhì)：①滑移線上平均正應(yīng)力的變化和滑移線的轉(zhuǎn)角成正比；②在任何兩條同族滑移線間，平均正應(yīng)力σ和角θ沿另族滑移線的變化都是常值；③如果滑移線的某些線段是直線、則直線上的σ、θ以及應(yīng)力分量、、都是常值；④如果沿某一滑移線移動，則另一族滑移線在交點處曲率半徑的變化等于沿該線所通過的距離；⑤位于兩條同族滑移線間的直線滑移線段的長度相等。

滑移線場是通過平衡方程和屈服條件建立的，因而這樣求出的、、是滿足平衡條件的靜力解。為了找到完全解，還要在滑移線場中找出滿足位移速度（簡稱速度）邊界條件的速度規(guī)律。H.蓋林格于1930年根據(jù)剛塑性的本構(gòu)關(guān)系和材料的不可壓縮條件證明，速度方程的特征線和滑移線是重合的。如以和分別表示質(zhì)點沿α族和β族滑移線的位移速度，則速度方程式為：

因此，用滑移線法不僅能計算塑性變形體內(nèi)任一點的應(yīng)力分量，而且也能計算速度分量，從而得到問題的完全解 。

滑移線法解題的步驟

①根據(jù)邊界上的受力條件，確定邊界上的σ和θ值，進而確定邊界及兩個不同塑性區(qū)域的交界線附近的滑移線場；②按亨奇應(yīng)力方程找出塑性區(qū)內(nèi)任一點的σ和θ值，進而找出任一點的

在剛塑性的平面應(yīng)變問題中，經(jīng)常遇到應(yīng)力間斷和速度間斷問題。在剛塑性體形成塑性區(qū)的過程中，受拉區(qū)和受壓區(qū)的交界線便是應(yīng)力間斷線（圖2），它是兩條同一名稱滑移線（圖2中

在平面應(yīng)力和軸對稱問題中，也有相應(yīng)的滑移線場理論?；凭€法已被廣泛應(yīng)用于構(gòu)件的極限設(shè)計、金屬塑性成型以及土力學(xué)。近來還有些學(xué)者研究了考慮強化效應(yīng)的滑移線場問題。計算機也已被用于求解滑移線場的問題。 2100433B