徐变对钢管混凝土构件粘结性能的影响研究

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钢管混凝土结构广泛应用于工程中,它的一个重要特性是钢管和核心混凝土之间存在着粘结,使得荷载能够在钢管和核心混凝土之间进行传递,为两种材料共同工作提供基础条件。在实际工程中钢管混凝土结构的粘结问题是比较复杂的。本文针对钢管混凝土粘结现象,主要研究了考虑徐变的钢管混凝土轴心受压构件的粘结性能和钢管混凝土偏心受压构件脱粘后的截面刚度,主要的工作和结论如下:(1)采用混凝土平面应变理论和钢管混凝土徐变理论,建立考虑徐变的钢管混凝土轴心受压构件界面粘结切应力和径向应力的计算模型,并对具体钢管混凝土构件进行界面粘结应力的计算。计算结果表明:轴心压力下钢管与核心混凝土界面应力主要以切应力为主;徐变将降低钢管混凝土构件的径向粘结性能,但提高构件的切向粘结性能;含钢率的增大将导致构件的径向和切向粘结性能均降低,可以通过减小含钢率来提高钢管混凝土构件的粘结性能,从而改善构件的协调工作状况;徐变下产生的径向应力增量可能超过构件粘结强度,从而引起构件截面脱粘。(2)建立钢管混凝土偏心受压构件截面脱粘高度计算模型,并利用随时间变化的徐变量计算不同荷载和偏心率下构件截面脱粘高度。结果表明:钢管混凝土偏心受压构件受压区部分脱粘;当考虑随时间变化的徐变量时,随着时间的持续,构件截面脱粘高度逐渐减小,说明徐变对钢管混凝土偏心受压构件的粘结性能是有利的,可以不予考虑;构件截面脱粘高度基本上随着荷载和荷载偏心率的增大而增大。(3)建立脱粘后钢管混凝土偏心受压构件钢管的应变不均匀系数计算模型,根据材料力学中刚度计算公式,建立考虑钢管应变不均匀系数的构件截面刚度计算模型。从计算可知:钢管混凝土偏心受压构件发生脱粘后,截面刚度有所提高。
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