【摘要】：鋼筋和混凝土之間良好的粘結(jié)性能,是二者能夠協(xié)同工作、共同承載的基礎(chǔ)。在荷載作用下,鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)可能出現(xiàn)退化甚至破壞,直接影響構(gòu)件和結(jié)構(gòu)的承載力及變形特性。因此,在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的精細(xì)化模擬分析中,考慮鋼筋-混凝土粘結(jié)滑移的影響很有必要�；诖�,學(xué)者們已開(kāi)發(fā)了多種粘結(jié)滑移數(shù)值模型,并將其應(yīng)用于鋼筋混凝土構(gòu)件或結(jié)構(gòu)的模擬分析。以上研究有助于揭示由于粘結(jié)退化導(dǎo)致的局部破壞機(jī)理,同時(shí)提升了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的數(shù)值模擬精度。但是,既有研究仍存在兩個(gè)問(wèn)題:(1)現(xiàn)有模型均無(wú)法考慮鋼筋周?chē)鷱?fù)雜應(yīng)力狀態(tài)的影響;(2)反復(fù)荷載作用下,現(xiàn)有模型均來(lái)源于拉拔試驗(yàn),而該實(shí)驗(yàn)中混凝土應(yīng)力狀態(tài)與真實(shí)不符。眾所周知,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在承受荷載過(guò)程中,可能出現(xiàn)開(kāi)裂、局部壓碎等情況。這些局部損傷會(huì)改變鋼筋周?chē)膽?yīng)力狀態(tài),進(jìn)一步影響鋼筋-混凝土的粘結(jié)滑移性能。由此可知,現(xiàn)有模型忽視了局部應(yīng)力狀態(tài)的影響,嚴(yán)重制約了其在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)精細(xì)化模擬中的應(yīng)用。為克服以上問(wèn)題,本文主要開(kāi)展以下工作并得到相應(yīng)結(jié)論:(一)提出可考慮復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)影響的粘結(jié)滑移數(shù)值模型。建立了零厚度平面四節(jié)點(diǎn)粘結(jié)單元,可滿(mǎn)足數(shù)值分析精度和效率的統(tǒng)一;基于ABAQUS子程序的聯(lián)合自主開(kāi)發(fā),實(shí)現(xiàn)了模型的數(shù)值嵌入;采用該數(shù)值模型,可實(shí)時(shí)采集指定位置混凝土應(yīng)力,并用于實(shí)時(shí)更新鋼筋-混凝土粘結(jié)剛度矩陣,從而準(zhǔn)確考慮了復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)對(duì)粘結(jié)滑移性能的影響。經(jīng)過(guò)大量單元及構(gòu)件層次的數(shù)值測(cè)試,該模型能夠較好地反映所采用本構(gòu)的預(yù)測(cè)效果,并具有良好的數(shù)值穩(wěn)定性和收斂性。(二)提出了鋼筋混凝土的粘結(jié)滑移滯回模型,并以此建立相應(yīng)的數(shù)值模型。通過(guò)對(duì)創(chuàng)新改良的彎曲梁式實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析,研究受良好約束混凝土中的循環(huán)粘結(jié)劣化問(wèn)題,考察了混凝土抗壓強(qiáng)度、鋼筋尺寸和滑移歷史對(duì)粘結(jié)強(qiáng)度的影響,通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)校核了鋼筋混凝土的粘結(jié)滑移滯回模型的主要參數(shù)。相應(yīng)的數(shù)值模型主要是通過(guò)ABAQUS的用戶(hù)子程序UEL和URDFIL聯(lián)合,能夠合理判斷正反向及加卸載狀態(tài),從而準(zhǔn)確考慮了鋼筋混凝土的粘結(jié)退化行為。(三)將基于單元層次提出的復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下鋼筋混凝土粘結(jié)滑移數(shù)值模型和鋼筋混凝土粘結(jié)滑移滯回模型,兩種模型應(yīng)用到實(shí)際的鋼筋混凝土柱中。通過(guò)分析單元層次應(yīng)力的變化規(guī)律進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)單元應(yīng)力變化規(guī)律與柱子整體受力情況向吻合,證明了兩種數(shù)值模型的準(zhǔn)確性;且復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下鋼筋混凝土粘結(jié)滑移數(shù)值模型可以模擬鋼筋混凝土柱子承受不同側(cè)向力時(shí)的粘結(jié)滑移性能,而鋼筋混凝土粘結(jié)滑移滯回模型可以模擬擁有不同銹蝕率的鋼筋混凝土柱子的粘結(jié)退化性能,證明了二者都具有較好的收斂性、穩(wěn)定性和兼容性。
【圖文】：

圖 2.1 粘結(jié)單元示意圖Fig. 2.1 Diagram of bonding unit節(jié)點(diǎn)都有三個(gè)自由度，，鋼筋軸向，鋼筋徑向。是由鋼筋軸向的位移決定，而鋼筋的徑向幾

圖 2.2 程序流程圖Fig. 2.2 Process flow diagram結(jié)滑移本構(gòu)關(guān)系者們提出了很多不同應(yīng)力狀態(tài)下的粘結(jié)滑移理論模型，本章綜合了所
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TU375

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本文編號(hào)：2643075