钢—混凝土组合梁栓钉剪力连接件的研究

论文摘要

剪力连接件是钢-混凝土组合梁中的关键元件,它的性能直接影响到钢-混凝土组合梁的承载力和各项性能,而我国目前应用最广泛的是栓钉连接件,因此对栓钉连接件的研究显得很重要。由于栓钉是柔性的剪力连接件,相对于刚性连接件来说其承载力较低,抗滑移能力较差,因此本文将通过对栓钉连接件进行改造得到新的栓钉构造型式,来改善栓钉连接件的各项性能。本文通过对不同栓钉构造（将混凝土板中钢筋和栓钉焊接）和不同栓钉直径的8个推出试件进行的静力试验比较研究,得到了栓钉连接件的荷载-滑移曲线和栓钉的极限承载力,通过分析比较得到:栓钉和钢筋焊接的比不焊接的试件其极限承载力要大,而极限滑移量要小;栓钉直径大的试件比直径小的试件其承载力大,而极限滑移量要小;同时通过比较发现试验得到的栓钉极限承载力比各种规范的承载力计算值要偏大。同时通过对不同栓钉构造的4个推出试件进行了不同荷载幅的疲劳试验,试验结果表明:栓钉和钢筋焊接的试件其疲劳寿命要长,且其抗滑移性能要好;荷载幅越大其疲劳寿命越短,滑移量也越大。本文还利用有限元软件ANSYS对推出试件进行了静力模拟分析,并和试验数据进行了比较,有限元计算值和试验值吻合比较好。通过本文的试验和理论研究,发现栓钉和钢筋焊接这种新的栓钉连接件的抗剪承载能力和抗滑移能力均比传统的栓钉连接件要好,是一种有发展和应用领域的新型剪力连接件。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 钢-混凝土组合梁的发展及研究
• 1.2.1 钢-混凝土组合梁的发展概况
• 1.2.2 钢-混凝土组合梁的研究现状
• 1.2.3 剪力连接件的研究现状
• 1.2.4 组合梁连接件疲劳问题的研究发展概况
• 1.3 栓钉连接件的基本要求
• 1.3.1 栓钉连接件的抗掀起要求
• 1.3.2 栓钉连接件的受剪承载力要求
• 1.3.3 栓钉连接件承载力与滑移的影响因素
• 1.4 本文的研究工作
• 第二章 栓钉连接件的推出试验
• 2.1 引言
• 2.2 推出试件的设计和制作
• 2.3 试验装置及加载方案
• 2.4 试验结果和试验现象
• 2.4.1 试验现象
• 2.4.2 试验数据
• 2.4.3 钢与混凝土之间的荷载-滑移关系
• 2.4.3 栓钉剪力连接件的承载力
• 2.5 本章小结
• 第三章 栓钉连接件的疲劳试验
• 3.1 引言
• 3.2 疲劳试验的内容和目的
• 3.3 试件的设计和制作
• 3.4 加载装置图及加载方案
• 3.4.1 加载装置
• 3.4.2 加载方案
• 3.5 试验结果及试验现象描述
• 3.5.1 试验现象描述
• 3.5.2 荷载-滑移特征及分析
• 3.5.3 推出试件的疲劳寿命
• 3.6 本章小结
• 第四章 有限元分析
• 4.1 引言
• 4.2 模型单元
• 4.2.1 SOLID65单元
• 4.2.2 Beam188单元
• 4.2.3 Beam4单元
• 4.2.4 材料本构关系
• 4.3 有限元模型的建立
• 4.3.1 实体模型的建立
• 4.4求解
• 4.4.1 位移约束
• 4.4.2 施加载荷
• 4.4.3 求解
• 4.5 有限元计算结果
• 4.5.1 钢与混凝土之间的滑移
• 4.5.2 计算极限荷载
• 4.6 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 本文主要结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间参与科研及发表论文情况