开孔板连接件剪切受力的理论模型

现有的开孔板连接件抗剪承载力计算公式基本上是基于开孔板连接件的推出试验结果,通过数值回归分析得到的。但是由于试验方法和试件尺寸的不同得到的试验结果不同,使得各个计算公式相差较大。本文根据开孔板连接件的试验破坏形态,分析了开孔板连接件的破坏机理,采用理论方法推导了开孔板连接件抗剪承载力计算方法。通过与试验结果对比,本文提出计算方法与其吻合很好,具有较高的精度,可被工程设计使用。     

开孔钢板连接件力学性能的研究进展

介绍了当前研究关注的典型开孔钢板连接件构造形式;从不同连接件试验方法的角度详细阐述了近年来国内外针对相关力学性能的研究;并对开孔钢板连接件已有实验研究成果进行讨论,并展望其发展前景。     

开孔板连接件力学性能研究综述

为研究开孔板连接件的静力及疲劳力学性能,对国内外相关的推出试验研究文献进行分析及归纳总结,并对影响开孔板连接件极限承载能力的构造参数、构造形式、承载能力计算公式及疲劳性能进行阐述分析.认为:推出试验构造形式、混凝土强度、开孔钢板开孔孔径大小及贯穿钢筋直径对开孔板连接件极限承载能力有较大影响;开孔板连接件具有良好的抗疲劳性能,在一定次数的疲劳荷载施加后,其力学性能有一定的退化,但仍具有较大的承载能力.同时,根据开孔板连接件在工程中的应用,对开孔板连接件今后的研究工作提出了相应的建议.     

孔中钢筋位置对开孔板连接件受力性能的影响

孔中带贯穿钢筋的开孔板连接件的基本力学性能指标是基于钢筋位于孔中心这种状态得到的.由于实际施工中钢筋位置会偏离孔中心,所以以开孔板连接件孔中钢筋位置为变化参数进行了9组共27个试件的推出试验,研究了孔中钢筋位置变化对开孔板连接件基本力学性能的影响.试验结果表明,孔中钢筋位置变化对开孔板连接件的承载力有一定的影响,但不显著;对开孔板连接件的延性和刚度影响较大.根据不同受力状态提出了开孔板连接件的抗剪刚度计算表达式.     

采用轻骨料砼的开孔钢板连接件受力性能

为研究在钢—轻骨料混凝土组合梁和组合板结构中所使用的开孔钢板连接件的抗剪承载能力和剪切刚度等受力性能,采用了推出试验方法,完成了6个采用轻骨料混凝土的开孔钢板连接件推出试件的试验研究,在试验研究中着重考察了开孔钢板连接件的孔洞直径和开孔钢板连接件端部承压方式对剪切连接件受力性能的影响。试验研究结果表明:(1)总体表现为端部承压构件极限承载能力远高于端部不承压构件,因为在端部承压构件中,开孔钢板连接件受到端部混凝土阻挡,因而其极限承载能力相对较高;(2)开孔钢板连接件中孔洞直径对开孔钢板抗剪强度有明显影响,孔洞直径越大,极限承载力也越大;(3)开孔钢板连接件具有很高的抗剪强度和刚度,具有较好推广应用价值。     

开孔钢板连接件承载力的非线性有限元分析

基于7组不同的21个孔内不设贯通钢筋的开孔钢板连接件试件的极限承载力试验结果,采用有限元方法对连接件试件极限承载力进行了数值分析,分析中考虑了混凝土非线性因素的影响.与试验结果及现有公式计算结果进行比较,结果表明:现有的连接件承载力计算公式差异较大,非线性有限元法、HOSAIN、胡建华等公式的计算值与试验结果吻合较好,可供连接件设计参考.     

PBL剪力连接件的推出及拔出试验力学性能研究

介绍了目前国内外研究中关于PBL连接件较为典型的几种构造形式,不同连接件试验的方法,以及近年来国内学者针对其力学性能改善而做出的新型PBL连接件;采用6个PBL剪力连接件,其中3个在500吨微机控制电液伺服压力实验机进行推出实验,另外3个通过一套自主设计的单调加载装置进行拔出实验,比较了孔径大小、腹板厚度以及埋置深度对试件极限承载能力的影响。研究表明:加大孔径和腹板厚度能有效地提升剪力连接件的极限抗剪承载力;增加埋置深度能显著地增强剪力连接件的极限抗拉拔承载力。     

组合空腹板架结构中抗剪连接件试验研究

组合空腹板架结构中,剪力连接件是连接钢与混凝土的关键构件,在结构中起着至关重要的作用。基于常用剪力连接件的现状及组合空腹板架的特殊结构形式,提出了两类剪力连接件,即销式剪力连接件和块式剪力连接件。同时,对这两类剪力连接件进行标准推出试验。研究剪力连接件在水平推力作用下力学性能及破坏形态。     

钢-混组合结构开孔波折板剪力件静载推出试验

剪力件是组合梁桥中钢腹板和混凝土上下翼缘板连接的关键构造,研究开孔波折板剪力件的力学性能是该种连接件设计的关键环节。通过38个开孔波折板剪力件试件及8个开孔板(PBL)剪力件对比试件的静载推出试验,研究考虑不同参数影响的开孔波折板剪力件静载作用下的受力性能,并给出开孔波折板剪力件屈服承载力及极限承载力计算公式。研究结果表明:开孔波折板剪力件推出试验过程可以划分为外荷载达到屈服承载力之前的线性阶段、荷载由屈服承载力增加到极限承载力的塑性阶段以及破坏阶段;影响开孔波折板剪力件抗剪承载能力的主要参数为混凝土强度等级、开孔孔径、贯穿钢筋面积、开孔板厚度等。同等条件下,开孔波折板剪力件抗剪承载力比PBL剪力件提高约1.5倍;给出的计算公式物理意义明确,其计算结果与本文试验结果吻合较好,可用于开孔波折板剪力件的设计计算。     

锈蚀后间断式开孔钢板连接件的抗剪性能

为研究锈蚀对新型剪力连接件抗剪性能的影响,本文利用外加电流加速锈蚀法对间断式开孔钢板连接件进行快速锈蚀处理,以设计锈蚀率为变量设计3组共6个推出试件,并利用有限元模型分别就开孔钢板与贯穿筋的锈蚀对连接件抗剪性能的影响进行研究。结果表明:在锈蚀率较低时,开孔钢板的锈蚀会增大接触面的黏结力,从而提高结构的初始刚度与极限承载力;随着锈蚀率进一步增加,结合面产生的锈胀裂缝导致钢混之间的黏结失效,连接件抗剪性能大幅降低;贯穿筋在锈蚀率达到10%时,连接件极限承载力仅下降5%,初始刚度几乎无衰减。     

焊钉橡胶组合连接件抗剪性能试验

为了在确保钢与混凝土连接件抗剪承载力不变的情况下达到降低抗剪刚度的目的,提出了焊钉杆部外套橡胶的组合连接件构造.以橡胶套设置与否以及橡胶套的高度、厚度为参数进行了18个模型试件在单调和反复加载作用下的抗剪推出试验,结果表明,外套橡胶的组合连接件相比于普通焊钉连接件其抗剪承载力基本保持不变,抗剪刚度显著减小;在反复加载作用下两者具有相同的变形恢复性能;组合连接件的橡胶套高度宜小于焊钉高度的3/4、厚度在到达焊钉直径的1/8时已经能够起到显著减小抗剪刚度的效果.     

剪力连接件静载和疲劳试验研究

共进行了9 只栓钉连接件和6 只带孔钢板连接件的疲劳和静载破坏试验研究, 分析了混凝土材料类型和强度等级、连接件类型、横向配筋等参数对连接件疲劳性能和极限承载力的影响,建立了相应的疲劳强度与极限承载力计算公式.     

贯穿钢筋在波形PBL连接件中的影响研究

为了研究贯穿钢筋直径对波形PBL连接件极限抗剪承载力的影响,设计了贯穿钢筋直径分别为16 mm、20 mm和25 mm三组PBL连接件推出试验试件,通过使用5 000 kN的加载试验机对试件进行加载试验,测量出试件中工字钢与混凝土板之间的相对位移,并绘制出试件的荷载位移曲线.试验结果表明,当贯穿钢筋直径从16 mm增加到20 mm时,波形PBL连接件的抗剪承载力随着贯穿钢筋直径的增加而提高,当贯穿钢筋直径从20 mm变到25 mm时,波形PBL连接件的抗剪承载力虽在增加但增幅明显下降.     

Twin-PBL及角钢抗剪连接件静载推出试验

文章依托某在建波纹钢腹板PC组合箱梁桥,分别制作了4个Twin-PBL和角钢抗剪连接件进行静载推出试验,分析了两类连接件在各工作阶段的荷载-滑移关系,研究了两类连接件极限承载力的主要影响因素。试验结果表明:在相同荷载水平下,Twin-PBL连接件的滑移量远小于角钢连接件,且表现出优越的刚性特征;在极限荷载水平下,两类连接件均发生较大滑移后破坏,显示出良好的延性特征;Twin-PBL连接件承载力的主要影响因素为贯穿钢筋直径和开孔钢板孔径,而开孔钢板厚度的影响相对较小;角钢连接件承载力的主要影响因素为钢腹板厚度,U形钢筋对角钢连接件的抗剪能力有一定的加强作用。通过实测值与理论值的对比分析,分别给出了两类连接件新的极限承载力计算公式;与其他推荐公式相比,文中所提公式的计算值与实测值最为吻合,为抗剪连接件的优化设计了提供参考。     

组合结构中两类新型剪力连接件的研究分析

钢—混凝土组合结构是在集合钢结构与钢筋混凝土结构优点的基础上发展起来的一种结构,该类结构中不同材料力学性能组合利用的好坏主要取决于材料交界面处剪力连接件的选用。本文基于组合空腹板架结构及组合梁结构,对两类新型剪力连接件进行理论分析与试验研究,分析两类新型剪力连接件的力学性能及破坏形态。     

PBL剪力键结构极限承载力及破坏形式研究

文章针对某公路大桥钢-混组合梁结构,设计并制作了2组PBL剪力键结构试件,对其破坏形式、极限承载力与滑移量进行了推出试验研究,分别得到了3孔有贯通钢筋PBL键结构试件和3孔无贯通钢筋PBL键结构试件的极限承载力和载荷-滑移曲线。结果对比表明,有贯通钢筋PBL剪力键结构试件的极限承载力高于无贯通钢筋PBL剪力键结构试件约16.6%;采用非线性有限元法对2种试件分别进行了模拟仿真计算,计算结果与试验结果相对误差均小于7%。     

钢纤维混凝土栓钉—橡胶组合连接件抗剪刚度分析

为建立钢纤维混凝土(steel fiber reinforced concrete, SFRC)栓钉-橡胶组合连接件抗剪刚度设计计算方法,结合已有文献推出试验,采用ABAQUS显式准静态求解技术进行非线性有限元分析,仿真计算结果与文献推出试验结果基本吻合。以橡胶套高度、橡胶套厚度、混凝土强度和栓钉直径为影响参数,分析组合连接件抗剪刚度变化规律,并结合现有栓钉抗剪刚度计算式拟合出SFRC栓钉-橡胶组合连接件抗剪刚度设计计算公式。结果表明：ABAQUS显式准静态求解技术能较好地实现组合连接件推出试验数值模拟;采用橡胶套包裹栓钉后会大幅降低连接件抗剪刚度,抗剪刚度最大降幅约为60%;当橡胶套高度为25 mm、厚度为2.5 mm时,即可显著降低连接件抗剪刚度;钢纤维混凝土强度对抗剪刚度影响较小;组合连接件抗剪刚度与栓钉直径近似呈正比关系;提出的抗剪刚度设计计算式能较准确预测钢纤维混凝土栓钉-橡胶组合连接件抗剪刚度,为工程设计提供参考与借鉴。     

圆桩承台冲切承载力分析

假定钢筋和混凝土均为理想的刚塑性材料,根据塑性极限分析方法,推导了圆柱承台冲切承载力上限解,给出了圆柱承台受冲切承载力计算系数图,并与实验结果加以比较,吻合良好.