由式(6-24)和式(6-25)得到波形钢板等效黏结应力公式如式(6-27)所示。由于试验中对试件进行了开槽,槽口处的数根应变片接线削弱了板厚,导致槽口处局部应力大于其他区域。因此,试验所得的等效黏结应力需换算成同等波形钢板厚度的应力。换算系数为开槽后钢板厚度与开槽前钢板厚度之比,取0.5。波形钢板等效黏结应力分布如图6.32所示。
图6.32 等效黏结应力分布
从图6.32看出,锚固深度50mm处,即加载端处的黏结应力最大。根据力学平衡方程,波形钢板混凝土加载端处x=0和自由端处x=360黏结应力应为0,而加载端处波形钢板应变却为最大值,即加载端附近存在黏结应力奇异区。有研究认为,根据变形协调条件,型钢混凝土推出试件在加载端存在黏结应力奇异区。该奇异区范围、应力大小未曾进行深入分析,课题组后续继续进行研究。补充加载端和自由端黏结应力为0的边界条件后,对等效黏结应力沿锚固深度方向积分,应满足式(6-28)。将积分计算所得数值与试验值Ps比对验证,如表6.7所示。
表6.7 等效黏结应力的验证
式(6-23)得出了等效黏结应力与波形钢板轴向应力和轴向应变的计算公式,而波谷、波脊的黏结应力与等效黏结应力的比例分担关系未能得出。本课题组今后将对波形钢板进行部分光滑、部分黏结、全部黏结的试验研究,以准确分析波形钢板的波脊面、波谷面和波角内外侧面的黏结应力分担关系。但是,这里根据式(6-23)假定波形钢板的波谷和波脊的黏结应力有如下关系:
分析波谷和波脊在微滑移荷载Ps时间点的黏结应力,同时考虑到滑移阶段末期个别试件出现过零点现象,取滑移阶段前期0.35Sm时间点分析波谷和波脊的黏结应力。
(1)Ps时波谷和波脊的黏结应力
图6.33 Ps时波谷和波脊的黏结应力
图6.34 0.35 Sm时波谷和波脊的黏结应力
由图6.33和图6.34知,等效黏结应力落点大都在波谷黏结应力和波脊黏结应力包络线内。所有试件的波谷黏结应力较波脊黏结应力小,这是因为试件自由端波谷D槽受支座的影响,D槽自由端处有应力集中现象,使得波谷面的平均应变和黏结应力计算误差增大。
表6.8 各黏结荷载计算检验
为初步研究波谷黏结应力、波脊黏结应力和等效黏结应力的关系,分别对各个锚固深度处求波谷黏结应力与等效黏结应力比值和波脊黏结应力与等效黏结应力比值,再取平均值,求得对比系数均值ξ如表6.9所示。课题组今后将通过部分黏结、全部黏结等对比试件来完善波谷和波脊面的黏结应力分布机理。
表6.9 黏结应力对比系数ξ
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