矩形钢管混凝土构件的界面传力特性研究

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钢管混凝土拥有承载力高、延展性好、抗震性能好等优点,备受国内外学者的重视和工程界的青睐。钢管混凝土界面粘结滑移严重制约钢管混凝土力学性能,一直是国内外研究热点。本文通过声发射技术,采集钢管混凝土短柱推出试验过程中产生的声发射信号,获得荷载、钢管应变与声发射信号的变化规律,为钢管混凝土粘结滑移研究提供参考。声发射检测技术自诞生以来被广泛用于各种材料的损伤与受力状况监测。国内外学者也将其应用于混凝土损伤检测中来,现有研究结果表明声发射特征参数可以对混凝土的损伤程度进行反映。通过外部钢管应变片采集钢管混凝土短柱推出试验中钢管应变随柱高变化关系,应变分布规律近似为指数分布。应用声发射检测技术采集推出试验中产生的声发信号,分析声发射特征参数与荷载关系。讨论不同荷载阶段声发射特征参数变化规律,分析声发射特征参数与界面粘结力之间的关系。发现声发射特征参数中的撞击与能量变化规律可以对应试件粘结滑移所处阶段,与粘结应力变化存在联系,撞击累计曲线先线性增长后指数增长,分析典型的声发射特征参数变化曲线,可发现声发射特征参数在达到极限荷载之前存在突变现象。通过不同荷载阶段声发射特征参数定位结果分析钢管混凝土短柱推出试验中粘结滑移的发展规律。发现粘结应力分布是由加载初期集中于加载端,随着荷载增大向试件中部发展,到极限荷载时滑移贯穿柱整个界面同时粘结力组成发生变化。通过分析,加载初期声发射源在界面上以指数形式分布,随着荷载增大,极限荷载时接近线性分布,极限荷载后界面声发射源集中于界面中部,呈现抛物线形分布。制定不同的声发射仪器检测参数设置方案,对比不同方案采集到的声发射特征参数变化规律,分析声发射仪器检测参数设置对声发射特征参数随荷载变化的影响,得出更佳的方案。
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