栓釘連接件抗剪剛度對(duì)鋼混凝土結(jié)合梁自振特性影響研究

以國(guó)內(nèi)外相關(guān)理論、試驗(yàn)研究及設(shè)計(jì)資料的收集為基礎(chǔ),探討栓釘剪力連接件的破壞機(jī)理,受力特性和影響栓釘承載力主要因素,對(duì)栓釘剪力連接件在高強(qiáng)混凝土組合梁中的性能進(jìn)行了分析。最后,對(duì)鋼混凝土組合梁中栓釘剪力連接件的設(shè)計(jì)提出了建議。

為了研究鋼-混凝土預(yù)制板組合梁中栓釘剪力連接件的性能,對(duì)不同的預(yù)留孔型、孔內(nèi)不同的填充材料等12個(gè)推出試件進(jìn)行試驗(yàn)研究.根據(jù)現(xiàn)有的組合梁理論,作者對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,提出了對(duì)鋼-混凝土預(yù)制板組合梁栓釘剪力連接件設(shè)計(jì)的建議.

以鋼-混凝土組合梁中普遍采用的栓釘剪力連接件為研究對(duì)象,針對(duì)普通單釘頭栓釘連接件存在根部相對(duì)薄弱、抗剪能力較差、連接容易過(guò)早失效的缺點(diǎn),提出了一種新型雙釘頭型栓釘剪力連接件形式,并進(jìn)行了推出試驗(yàn)有限元模擬分析,在此基礎(chǔ)上討論了影響新型栓釘連接件抗剪承載力的主要因素,最后結(jié)合有關(guān)規(guī)范公式提出了設(shè)計(jì)建議。研究表明:新型雙釘頭型栓釘提高了連接件的抗剪極限承載力(與傳統(tǒng)栓釘相比,承載力可提高約10%),減小了鋼梁與混凝土板的相對(duì)滑移,提高了二者的共同工作能力。下釘頭直徑是影響新型栓釘連接件抗剪性能的主要因素,工程應(yīng)用時(shí)可取栓釘下釘頭直徑為其桿身直徑的1.2~1.3倍,此時(shí)連接件極限承載力較高,抗剪工作性能亦較好。當(dāng)按照我國(guó)現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范設(shè)計(jì)采用新型栓釘連接件的鋼-混凝土組合梁時(shí),可對(duì)單個(gè)栓釘連接件的抗剪承載力計(jì)算值乘以1.3增大系數(shù)。與采用傳統(tǒng)栓釘?shù)慕M合梁相比,采用新型栓釘?shù)匿?混凝土組合梁初期剛度與前者基本相同,但后期會(huì)有約12%~20%的明顯提高。由于新型栓釘?shù)幕戚^小,使混凝土板和鋼梁共同工作效果提高。

組合梁中,栓釘連接件主要用于傳遞鋼梁與混凝土板交界面的縱向剪力。目前,國(guó)內(nèi)外對(duì)栓釘承載力、荷載滑移關(guān)系以及栓釘剛度的研究多集中于混凝土受壓狀態(tài)下,而且規(guī)定了測(cè)定栓釘性能的試驗(yàn)方法,但對(duì)于混凝土受拉狀態(tài)下栓釘性能的研究較少,也沒(méi)有統(tǒng)一的試驗(yàn)方法。為此,利用大型有限元分析軟件abaqus來(lái)模擬反向推出試驗(yàn),重點(diǎn)分析了混凝土強(qiáng)度、栓釘直徑、配筋率等參數(shù)對(duì)混凝土受拉狀態(tài)下栓釘性能的影響。結(jié)果表明,混凝土受拉狀態(tài)下栓釘?shù)臉O限承載力由混凝土的破壞控制;栓釘?shù)臉O限承載力、剪切剛度隨混凝土強(qiáng)度及栓釘直徑的增大而提高,而配筋率的變化對(duì)其影響較小;混凝土受拉狀態(tài)下栓釘承載力和剪切剛度明顯低于混凝土受壓時(shí);對(duì)于13~19的栓釘連接件,混凝土強(qiáng)度等級(jí)小于c50時(shí),剪切剛度在150kn/mm~250kn/mm之間。最后,通過(guò)對(duì)比得出,此模型分析的栓釘承載力與現(xiàn)行規(guī)范吻合較好。

在分析國(guó)內(nèi)外鋼-混凝土組合梁各種剪切連接件工作機(jī)理及栓釘連接件受力性能的基礎(chǔ)上,著重闡述了組合梁中栓釘連接件的承載力計(jì)算方法,并用最小二乘法擬合出適用于鋼-輕骨料混凝土組合梁栓釘承載力計(jì)算公式.

在著重闡述了國(guó)內(nèi)外鋼—混凝土組合梁栓釘連接件承載力計(jì)算方法的基礎(chǔ)上,利用最小二乘法擬合出適用于鋼—輕骨料混凝土組合梁栓釘承載力計(jì)算公式。并運(yùn)用有限元軟件ansys對(duì)栓釘連接件進(jìn)行仿真分析,為實(shí)際工程計(jì)算提供承載力計(jì)算依據(jù)。

混凝土受拉狀態(tài)下組合梁中栓釘連接件的性能研究——組合梁中，栓釘連接件主要用于傳遞鋼梁與混凝土板交界面的縱向剪力。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)栓釘承載力、荷栽滑移關(guān)系以及栓釘剛度的研究多集中于混凝土受壓狀態(tài)下，而且規(guī)定了測(cè)定栓釘性能的試驗(yàn)方法。但對(duì)于混凝土受...

鋼—高強(qiáng)混凝土組合梁中栓釘連接件的分析 在分析國(guó)內(nèi)外鋼—商品混凝土組合梁各種剪切連接件形式的基礎(chǔ)上,著重闡 述了鋼—高強(qiáng)商品混凝土組合梁中栓釘連接件的受力性能和承載力計(jì)算方法,提 出了有待完善的地方。 鋼—商品混凝土組合梁是一種重要的橫向承重組合構(gòu)件,通過(guò)抗剪連接件將 鋼梁和商品混凝土板組合成整體共同受力,從而能夠充分發(fā)揮鋼材抗拉、商品混 凝土抗壓性能好的優(yōu)點(diǎn)。而抗剪連接件是將鋼梁與商品混凝土板組合在一起共同 工作的關(guān)鍵部件,起到了傳遞商品混凝土與鋼梁之間縱向剪力的作用,同時(shí)還能 抵抗使兩者分離的掀起作用。而高強(qiáng)商品混凝土在組合梁中的應(yīng)用表明,抗剪連 接件的設(shè)置顯得尤為重要。 1常見(jiàn)的剪力連接件的形式 抗剪連接件的形式很多,一般按照變形能力可分為剛性連接件和柔性連接件 兩大類。剛性連接件包括方鋼、t型鋼、馬蹄型鋼、槽鋼等連接件;而栓釘、彎 筋、角鋼、錨環(huán)、摩

在分析國(guó)內(nèi)外鋼-混凝土組合梁各種剪切連接件形式的基礎(chǔ)上,著重闡述了鋼-輕骨料混凝土組合梁中栓釘連接件的受力性能和剛度計(jì)算方法,提出了有待完善的地方。

探討和總結(jié)了壓型鋼板肋與鋼梁組合結(jié)構(gòu)的栓釘連接件的受力性能,從焊接方法、混凝土強(qiáng)度壓型鋼板的厚度等多方面,分析了各種影響因素對(duì)栓釘連接件受力性能的影響。

針對(duì)鋼-混凝土組合梁橋在結(jié)合面處承受反復(fù)剪力作用的栓釘連接件極限承載力降低現(xiàn)象進(jìn)行了試驗(yàn)研究?；诳紤]構(gòu)件初始缺陷影響的斷裂力學(xué)方法,建立了栓釘連接件疲勞壽命分析模型,并通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)確定了模型參數(shù),提出了栓釘連接件殘余抗剪承載力與等幅循環(huán)荷載加載次數(shù)關(guān)系的計(jì)算方法,采用此計(jì)算方法對(duì)不同的影響因素進(jìn)行了參數(shù)分析。研究結(jié)果表明:栓釘直徑越大,其抗剪承載力退化程度越大;栓釘初始缺陷率大于0.1且剪應(yīng)力幅值大于100mpa時(shí),其抗剪承載力降低速度很快,在工程設(shè)計(jì)中須加以控制。

探討了型鋼表面的栓釘與外包高強(qiáng)高性能混凝土之間的受力特性,基于既有的試驗(yàn)結(jié)果和理論計(jì)算,分析了栓釘?shù)暮奢d—滑移曲線規(guī)律,研究了栓釘在三維有限元模擬中的影響因素,給出了三維受力狀態(tài)下栓釘?shù)膭偠确匠?建立了數(shù)值分析中每個(gè)方向的荷載—變形曲線。

研究目的:目前,國(guó)內(nèi)外對(duì)輕骨料混凝土的組合梁及剪力釘連接件疲勞性能研究較少。為此,本文旨在設(shè)計(jì)制作一組輕骨料混凝土栓釘推出試件,并進(jìn)行疲勞試驗(yàn)。通過(guò)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的擬合處理,得到試件的疲勞強(qiáng)度、疲勞曲線等,并和相關(guān)規(guī)范及已有成果進(jìn)行對(duì)比,以評(píng)價(jià)該類試件的抗疲勞性能,為輕骨料混凝土在橋梁鋼混凝土組合梁上的應(yīng)用提供依據(jù)。研究結(jié)論:試驗(yàn)結(jié)果表明:(1)輕骨料混凝土栓釘連接件50%和97.72%保證率下的疲勞強(qiáng)度分別為126.7mpa和105.5mpa,該結(jié)果與其它關(guān)于普通混凝土栓釘連接件的相關(guān)研究成果差異不大,且要高于eurocode4規(guī)范值;(2)試件的疲勞曲線特性和疲勞破壞形式方面與普通混凝土栓釘連接件基本相似,這說(shuō)明輕骨料混凝土運(yùn)用在剪力釘連接件的方案是可行的;(3)該研究成果可以在組合梁橋等類似工程中推廣應(yīng)用。

對(duì)焊接圓柱頭栓釘連接件,考慮栓釘直徑、混凝土強(qiáng)度及鋼纖維配置三個(gè)因素,進(jìn)行三因素三水平正交推出試驗(yàn)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)的極差和方差分析表明,在混凝土中配置鋼纖維不影響栓釘?shù)目辜舫休d力和剪切滑移剛度,但栓釘?shù)募羟袆偠入S混凝土強(qiáng)度的提高而增大,剪切剛度與滑移量呈雙曲函數(shù)關(guān)系;并給出栓釘極限承載力及剪切剛度的計(jì)算公式。重復(fù)加載試驗(yàn)表明,即使在剪力很小時(shí),對(duì)栓釘卸載其滑移變形仍不能恢復(fù)。

鋼—混凝土組合梁抗剪連接件承載力計(jì)算研究——介紹了鋼一混凝土組合梁中常見(jiàn)剪力連接件的分類，講述和分析了目前國(guó)內(nèi)外鋼一混凝土組合梁各種剪力連接件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，特別重點(diǎn)介紹了本模型試驗(yàn)剪力連接件個(gè)數(shù)的計(jì)算，以期指導(dǎo)工程實(shí)踐?！　?/p>

在鋼-混凝土組合梁中,剪切連接件的機(jī)械作用使得縱向剪力轉(zhuǎn)移到鋼翼緣/混凝土板的接合處。這種轉(zhuǎn)移能力取決于剪切連接件的強(qiáng)度和混凝土板抵抗由剪力高度集中所導(dǎo)致的縱向開(kāi)裂的能力。大多數(shù)對(duì)組合結(jié)構(gòu)的分析都集中在傳統(tǒng)的鋼筋混凝土和金屬面板結(jié)構(gòu),而對(duì)預(yù)制空心板中栓釘?shù)募羟心芰ρ芯亢苌?。本文?duì)帶栓釘?shù)念A(yù)制空心板組合梁結(jié)構(gòu)提出標(biāo)準(zhǔn)的推力試驗(yàn)方法。一共進(jìn)行7組測(cè)試性試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果顯示新方法符合鋼筋混凝土樓板規(guī)范要求。在確定這個(gè)新的標(biāo)準(zhǔn)方法后,對(duì)栓釘進(jìn)行了72個(gè)足尺推力試驗(yàn),確定了該類型連接件的性能,通過(guò)分析試驗(yàn)結(jié)果,還指出了各類參數(shù)對(duì)連接件強(qiáng)度和延性的作用。本文還提出了這種剪力連接件的設(shè)計(jì)公式。

針對(duì)鋼混凝土組合梁抗剪連接件中的彎筋連接件開(kāi)展研究,比較了目前各國(guó)規(guī)范中的彎筋連接件形式及其抗剪承載力計(jì)算公式。分析了近年才開(kāi)始用于實(shí)際工程中的蛇形彎筋連接件的特點(diǎn)及構(gòu)造,并在此基礎(chǔ)上提出蛇形彎筋連接件的抗剪承載力計(jì)算公式,以供工程設(shè)計(jì)參考。

分析了影響冷彎型鋼立柱組合墻體抗剪承載力的主要因素是自攻螺釘連接件抗剪承載力,介紹了日本等其他國(guó)家規(guī)范中的計(jì)算方法,以及影響連接件承載力的因素,為我國(guó)進(jìn)行相關(guān)研究提供參考依據(jù)。

組合梁新型連接件抗剪性能試驗(yàn)研究——抗剪連接件主要用于承擔(dān)混凝土翼板與鋼梁上翼緣之間的縱向剪力，是保證鋼一混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件共同受力、協(xié)調(diào)變形的關(guān)鍵部件．提出一種新型連接件，即在倒t型截面鋼梁腹板上邊緣部分開(kāi)孔，鋼梁腹板開(kāi)孔上邊緣焊接連續(xù)的蛇形鋼...

為了充分利用環(huán)境友好型材料竹材,文中提出了竹材-混凝土組合結(jié)構(gòu)橋面板,即以抗拉強(qiáng)度較高的竹膠板作為受拉區(qū),而以抗壓強(qiáng)度較高的混凝土作為受壓區(qū),2種材料界面處采用螺釘剪力連接件而形成竹-混凝土組合結(jié)構(gòu)板.為了掌握竹-混凝土組合結(jié)構(gòu)螺釘剪力鍵的抗剪承載能力等基本力學(xué)性能,完成了9組共27個(gè)推出試件的推出試驗(yàn),綜合研究了螺釘?shù)闹睆?、釘入角度、順紋向排列間距對(duì)螺釘連接件抗剪承載能力的影響,并對(duì)推出試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了擬合處理分析,提出了該螺釘剪力鍵的抗剪承載能力、抗剪剛度計(jì)算公式,以及螺釘剪力鍵荷載-滑移曲線的函數(shù)表達(dá)式,為該類型剪力連接件在竹-混凝土組合結(jié)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)用提供必要的前提.

為明確剪力釘單釘連接件抗剪承載力的合理計(jì)算方式,根據(jù)已有單釘推出試驗(yàn)對(duì)有限元方法進(jìn)行驗(yàn)證后,運(yùn)用該方法對(duì)幾種常用的剪力釘單釘連接件抗剪承載力公式進(jìn)行了對(duì)比分析,并得出合理計(jì)算公式。

波紋鋼腹板預(yù)應(yīng)力組合箱梁是一種新型的橋梁結(jié)構(gòu)形式,由混凝土頂?shù)装濉Ⅲw外預(yù)應(yīng)力束和波紋鋼腹板構(gòu)成,是對(duì)傳統(tǒng)的混凝土橋梁的一種改進(jìn)。波紋鋼腹板組合箱梁橋的疲勞,尤其是連接件的疲勞是設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮的重要問(wèn)題。文中基于某波紋鋼腹板預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)橋,采用bs5400的疲勞設(shè)計(jì)方法分別建立整體模型和局部模型分析了剪力件的應(yīng)力歷程,對(duì)該橋剪力連接件焊縫進(jìn)行疲勞驗(yàn)算,介紹了疲勞分析的基本方法,證明了該橋剪力連接件在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)不會(huì)發(fā)生疲勞破壞。