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钢管轻集料混凝土与钢管普通混凝土相比,除了同样具有强度高,延性好等优点外,还可降低20%左右自重,这与现代桥梁结构的发展要求是一致的。开展钢管轻集料混凝土界面粘结性能的研究工作具有重要的理论意义。
进行了27根圆钢管轻集料混凝土试件的推出试验,探讨了钢管混凝土界面抗剪粘结力的组成,包括混凝土中水泥凝胶体与钢管表面的化学胶结力、钢管与混凝土界面粗糙不平的机械咬合力、钢管与混凝土间的摩擦力;研究了抗剪粘结破坏的特点及发展变化规律;总结了推出试验荷载一滑移曲线的变化特征,有的存在峰值点及下降段,有的只出现斜率急剧变化的拐点。
根据试验数据,分析了影响钢管轻集料混凝土界面抗剪粘结强度的因素,得出钢管表面粗糙程度、长径比、径厚比是影响粘结强度的主要因素。对此次试验结果进行了统计回归,得出了钢管与核心轻集料混凝土界面粘结强度的计算公式;考虑宽厚比、长径比两个因素的影响,得到了平均粘结应力一滑移本构关系曲线。
建立了钢管轻集料混凝土推出试验的有限元分析模型,采用Combination39单元模拟了钢管与混凝土之间的粘结滑移,与试验结果的对比表明,有限元计算结果和试验结果吻合较好。