栓釘連接件極限承載力及剪切剛度的試驗

探討了型鋼表面的栓釘與外包高強高性能混凝土之間的受力特性,基于既有的試驗結(jié)果和理論計算,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)值分析中每個方向的荷載—變形曲線。

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家規(guī)范中的計算方法,以及影響連接件承載力的因素,為我國進行相關(guān)研究提供參考依據(jù)。

在分析國內(nèi)外鋼-混凝土組合梁各種剪切連接件工作機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算公式.

在著重闡述了國內(nèi)外鋼—混凝土組合梁栓釘連接件承載力計算方法的基礎(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算公式。并運用有限元軟件ansys對栓釘連接件進行仿真分析,為實際工程計算提供承載力計算依據(jù)。

為明確剪力釘單釘連接件抗剪承載力的合理計算方式,根據(jù)已有單釘推出試驗對有限元方法進行驗證后,運用該方法對幾種常用的剪力釘單釘連接件抗剪承載力公式進行了對比分析,并得出合理計算公式。

橋塔鋼-混結(jié)合段剪力連接件承載力試驗研究——為確保斜拉橋橋塔鋼一混結(jié)合段連接的安全可靠，應(yīng)選擇合適的剪力連接件。結(jié)合連島工程跨海斜拉橋索塔錨固區(qū)的設(shè)計，比較不同極限承載力公式的差異。對栓釘連接件進行模型試驗研究，試驗得到栓釘?shù)暮奢d～滑移量曲線...

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象,針對普通單釘頭栓釘連接件存在根部相對薄弱、抗剪能力較差、連接容易過早失效的缺點,提出了一種新型雙釘頭型栓釘剪力連接件形式,并進行了推出試驗有限元模擬分析,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)用時可取栓釘下釘頭直徑為其桿身直徑的1.2~1.3倍,此時連接件極限承載力較高,抗剪工作性能亦較好。當(dāng)按照我國現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范設(shè)計采用新型栓釘連接件的鋼-混凝土組合梁時,可對單個栓釘連接件的抗剪承載力計算值乘以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。

基于10個栓釘連接件在單調(diào)荷載下的推出試驗,對高性能混凝土中栓釘?shù)钠茐男螒B(tài)、抗剪承載力、荷載-滑移關(guān)系、變形能力等進行了研究,重點分析了混凝土類型、栓釘直徑等參數(shù)對栓釘抗剪性能的影響。結(jié)果表明:栓釘在高性能混凝土中的抗剪承載力與在普通混凝土中相近;栓釘具有較好的抗剪延性與變形能力;栓釘在高性能混凝土和普通混凝土中均出現(xiàn)了明顯的剛度退化特性,且二者的退化程度相當(dāng);栓釘焊接不宜采用普通圍焊工藝。最后,在試驗的基礎(chǔ)上,初步提出了高性能混凝土中栓釘抗剪承載力的設(shè)計建議。

以71m+110m+71m三跨連續(xù)鋼-混凝土組合箱形梁橋為工程背景,采用足尺模型推出試驗方法研究了高強砂漿填充群釘連接件的抗剪承載力和荷載滑移曲線。共制作了7個c65砂漿填充剪力連接件試件,其中4個為單排標(biāo)準(zhǔn)推出試件,另外3個為20根22×200的群釘試件。比較了單排釘和群釘連接件的抗剪承載力和荷載滑移曲線,推薦了相應(yīng)的經(jīng)驗公式,并且討論了公式的適用性。

建立一個有效的數(shù)值分析模型,模擬槽鋼剪力連接件的性能。重點研究單調(diào)加載下槽鋼剪力連接件的抗剪能力。通過試驗數(shù)據(jù)證實模型是有效的,引用加拿大設(shè)計規(guī)范can/csa-s16-2001和gb50017-2003《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》中給出的公式進行對比。利用該非線性模型進行的研究表明:混凝土強度、槽鋼腹板和翼緣厚度、槽鋼高度以及槽鋼的長度對槽鋼剪力連接件的承載力有較大影響,混凝土塊高度的影響較小。

設(shè)計6片鋼—混凝土結(jié)合梁,從理論分析、試驗和數(shù)值模擬3個方面,研究栓釘連接件抗剪剛度對鋼—混凝土結(jié)合梁自振特性的影響。結(jié)果表明:在常見的栓釘布置情況下,鋼梁與混凝土板的界面存在滑移,二者變形不同步,振型存在明顯相位差;隨著栓釘連接件抗剪剛度的降低,結(jié)合梁整體剛度明顯下降,與不考慮界面滑移的結(jié)合梁相比,完全連接和部分連接(連接度為60%)結(jié)合梁的剛度分別降低39%和48%,相應(yīng)的1階豎向自振頻率分別降低22%和29%;栓釘連接件的抗剪剛度越小,結(jié)合梁的剛度折減越大,但各階自振頻率對應(yīng)剛度的折減程度不同;少量的栓釘損傷對梁的豎向自振頻率影響不明顯。由于結(jié)構(gòu)的基頻對其沖擊系數(shù)影響很大,因此在結(jié)合梁的動力性能分析及沖擊系數(shù)計算中,應(yīng)考慮栓釘連接件剛度的影響。

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

對拉林鐵路扎繞特大橋進行樁基承載力試驗.運用自平衡法測試樁基極限承載力,測出樁基極限側(cè)摩阻力以及極限端阻力.根據(jù)試驗結(jié)果,結(jié)合地勘資料與設(shè)計資料,對樁長與樁徑進行優(yōu)化設(shè)計.通過現(xiàn)場試驗,獲得該卵石地區(qū)極限側(cè)摩阻力和極限端阻力,以供該地區(qū)其他工程借鑒使用.

研究了主管規(guī)格為219×6的、有負(fù)偏心作用的1/4加肋鋼管插板連接的極限承載力,同時借助有限元法分析了常用主管徑厚比下不同長徑比、不同負(fù)偏心距以及定長徑比時主管直徑、厚度以及節(jié)點板長度等參數(shù)對主管極限承載力的影響,在此基礎(chǔ)上提出了此類節(jié)點極限承載力計算的建議公式.結(jié)果表明:在常用的主管徑厚比下,負(fù)偏心對長徑比大于30的主管的承載力是不利的,對長徑比小于30的主管的承載力是有利的,這主要是由于長徑比大于30時主管整體失穩(wěn)先于局部屈曲,而長徑比小于30時主管局部屈曲起主要控制作用;主管直徑、厚度以及節(jié)點板長度對承載力影響明顯;所得出的建議公式具有一定的適用性.

在鋼—混凝土組合梁的簡化計算中,鋼與混凝土間栓釘?shù)募羟袆偠仁且粋€重要的參量,其剛度的確定方法已寫入設(shè)計規(guī)范,但鋼與高強混凝土組合梁剪切剛度的確定方法還是一個正在探索的問題。采用彈性理論的計算方法,首先假定栓釘剪切剛度系數(shù),然后把計算結(jié)果與試驗值進行比較,最后采用最小二乘法擬合曲線,確定出一個合適的剪切剛度計算方法,為設(shè)計和施工提供剛度計算依據(jù)。

橋梁基樁豎向極限承載力試驗研究——為確定基樁的豎向扳限承載力，設(shè)計了一種新穎的豎向靜載試驗系統(tǒng)，其加載體系具有結(jié)構(gòu)輕巧、制做安裝方便、受力合理、穩(wěn)定性好的優(yōu)點，較好地解決了靜載試驗加載的困難；介紹了采用逆斜率法與指數(shù)方程尋優(yōu)分析法由試驗p-s曲...

在頂?shù)捉卿撨B接的三參數(shù)冪函數(shù)模型中,求解初始剛度的傳統(tǒng)方法是將頂角鋼假定為懸臂梁模型,但這一假定與試驗及有限元分析結(jié)果有出入。根據(jù)頂?shù)捉卿撨B接破壞時的塑性鉸分布規(guī)律,提出了符合頂角鋼實際受力狀態(tài)和變形特征的剛架模型,并推導(dǎo)了頂?shù)捉卿撨B接初始剛度和極限承載力的解析表達式。

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,對不同的預(yù)留孔型、孔內(nèi)不同的填充材料等12個推出試件進行試驗研究.根據(jù)現(xiàn)有的組合梁理論,作者對試驗結(jié)果進行對比分析,提出了對鋼-混凝土預(yù)制板組合梁栓釘剪力連接件設(shè)計的建議.

針對鋼混凝土組合梁抗剪連接件中的彎筋連接件開展研究,比較了目前各國規(guī)范中的彎筋連接件形式及其抗剪承載力計算公式。分析了近年才開始用于實際工程中的蛇形彎筋連接件的特點及構(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算公式,以供工程設(shè)計參考。

對拉林鐵路扎繞特大橋進行樁基承載力試驗。運用自平衡法測試樁基極限承載力,測出樁基極限側(cè)摩阻力以及極限端阻力。根據(jù)試驗結(jié)果,結(jié)合地勘資料與設(shè)計資料,對樁長與樁徑進行優(yōu)化設(shè)計。通過現(xiàn)場試驗,獲得該卵石地區(qū)極限側(cè)摩阻力和極限端阻力,以供該地區(qū)其他工程借鑒使用。

根據(jù)頂?shù)滓砭壗卿摪雱傂赃B接的受力特性、變形特點和破壞形態(tài),對頂?shù)滓砭壗卿摪雱傂赃B接的初始剛度和極限承載力進行了研究。利用組件法和最小值法對頂?shù)滓砭壗卿摪雱傂赃B接的初始剛度和極限承載力進行了理論推導(dǎo),得到了解析表達式和擬合公式,并與試驗數(shù)據(jù)進行了對比分析。研究結(jié)果表明:所提出的擬合表達式能夠較為準(zhǔn)確地計算出頂?shù)滓砭壗卿摪雱傂赃B接的初始剛度和極限承載力,且與試驗數(shù)據(jù)吻合較好,為此類半剛性連接的實用計算方法創(chuàng)造了條件。

介紹了栓釘連接件的構(gòu)造,受力特性及破壞形式,并對國內(nèi)外常用的推出試驗作簡要描述,歸納總結(jié)了栓釘連接件承載能力的計算模型以及試驗方法,以促進栓釘連接件在組合結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用。