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胶结与焊钉群连接件组合受力性能研究
| 论文题名： | 胶结与焊钉群连接件组合受力性能研究 |
| 关键词： | 钢-混凝土组合梁桥;抗剪连接件;焊钉群;胶结层;受力性能 |
| 摘要： | 钢-混凝土组合梁桥因其良好的力学性能以及显著的经济效益而广泛应用于桥梁工程建设中。通常，钢-混凝土组合梁桥由钢梁和混凝土通过金属抗剪连接件结合成一体后共同工作，金属抗剪连接件最为常见的则为栓钉剪力键。随着钢-混凝土组合梁桥服役时间的增长，在车辆荷载的不断作用下，栓钉应力集中、焊接质量问题以及材料疲劳荷载的组合梁服役年限降低、耐久性降低等问题常见于桥梁工程中。当前，装配式结构在桥梁建设中也已经得以推广应用，如组合梁桥面板由现浇改为预制后，施工中常采用环氧砂浆防止预制桥面板板底脱空和阻止结合面水汽渗入来保障装配式组合梁安全和提高耐久性。为此，提出混凝土桥面板与钢梁之间另一种连接形式，即由栓钉与胶结层材料共同组成混合抗剪连接件。本文针对胶结与焊钉群连接件组合受力性能展开相关研究，以期为后期研究及应用提供参考，具体研究内容及成果如下： （1）通过开展胶结焊钉群混合抗剪连接件推出试验和采用有限元软件ABAQUS进行数值模拟分析，给出胶结焊钉群混合抗剪连接件的应力分布及受力特性，研究表明：在胶结焊钉群混合抗剪连接件中，环氧砂浆胶结层先于栓钉受力；胶结层界面粘结应力分布规律较为复杂，主要呈现“W”及“U”非线性分布；钢梁上的应力及焊钉应力分别集中于焊钉根部及其周围。 （2）通过开展胶结焊钉群混合抗剪连接件推出试验，得出不同焊钉直径、焊钉间距以及焊钉高度等因素对胶结焊钉群混合抗剪连接件连接性能的影响，研究结果得出：在一定范围内，增大栓钉直径是增大胶结焊钉群混合抗剪连接件的抗剪强度及抗剪刚度有效直接的办法。 （3）通过采用有限元软件ABAQUS进行数值模拟分析得出有无胶结层、不同灌孔材料及不同胶结厚度对胶结焊钉群混合抗剪连接件连接性能的影响，进而提出胶结层厚度对胶结焊钉群混合抗剪连接件抗剪承载力的影响公式，研究分析得出：通过设置胶结层及增大胶结层厚度的方式可以有效增强胶结焊钉群混合抗剪连接件的极限承载力；当灌孔材料为环氧砂浆时，胶结焊钉群混合抗剪连接件极限承载力较灌孔材料为水泥基灌浆料时有所增大。 （4）综合胶结焊钉群混合抗剪连接件推出试验研究和有限元数值模拟分析研究，提出符合本文试验研究的胶结焊钉群混合抗剪连接件受剪承载力影响的计算公式，为今后胶结焊钉群混合抗剪连接件研究设计计算提供参考。 |
| 作者： | 郑昕昀 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 刘凡 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 苏州科技大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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