型钢混凝土剪力墙数值模拟分析中粘结滑移问题研究

摘要

型钢混凝土结构是由力学性能完全不同的两种材料组合而成，其共同工作的基础是型钢和混凝土之间的粘结作用，在荷载的作用下，型钢和混凝土之间会因为两者之间的变形差而产生相对滑移。在实际结构中，粘结滑移客观存在的并对结构的受力性能产生了显著的影响。在型钢混凝土结构的数值模拟中，粘结滑移问题是一个重要的课题。
　　国内外对于型钢混凝土粘结滑移关系的研究还处于一个初始的阶段，在绝大多数的型钢混凝土结构数值模拟中，粘结滑移关系还是一个被忽略的因素，这导致了模拟结果和试验结果的不吻合。
　　本文主要完成的工作及结论如下：1）总结了国内外现有的对型钢混凝土结构的粘结滑移问题的试验研究和数值模拟研究的现状；2）利用 cohesive单元模拟型钢和混凝土界面的粘结滑移问题，并根据对试验数据的统计分析得到了粘结滑移的简单本构模型；3）通过对推出试验这种简单构件粘结滑移问题的数值模拟，验证 cohesive单元和相应的T-S材料模型的可行性。4）使用有限元分析软件 Abaqus建立了型钢混凝土剪力墙的数值分析模型，参考试验实测结果，对比了是否考虑粘结滑移问题对型钢混凝土剪力墙受力性能的影响，数值分析结果与试验结果对比发现，考虑粘结滑移的数值模型分析结果更加贴近试验实测结果。
　　通过上述工作，为本课题组后续的研究工作提供依据，并为进一步完善型钢混凝土粘结滑移本构关系，建立能够考虑粘结滑移问题的SRC剪力墙结构有限元模型打下基础。

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1 绪 论

1.1 型钢混凝土结构简介

1.2 型钢混凝土粘结滑移研究进展

1.3 型钢混凝土粘结滑移性能数值模拟研究的意义

1.4 本文的研究内容和研究目的

2 SRC剪力墙数值分析中粘结滑移单元的建立

2.1粘结滑移的基本概念

2.2 界面粘结单元简介

2.3型钢混凝土结构界面性能模拟粘结单元的主要问题

2.4简单构件粘结滑移问题的分析算例

2.5 小结

3 SRC剪力墙有限元分析

3.1 Abaqus程序简介和分析的基本过程

3.2 材料模型

3.3 单元几何模型

3.4 分析模型的建立

3.5 Abaqus/Explicit 准静态分析问题

3.6 小结

4 考虑粘结滑移的SRC剪力墙有限元数值分析

4.1 试件简介及试验结果

4.2 有限元模型的建立

4.3 有限元分析结果

4.4 数值模拟结果与试验结果的对比

4.5小结

5 结论与展望

5.1 主要工作及结论

5.2 后续工作展望

致谢

参考文献