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原文传递剪力键布置对装配式组合梁动力性能的影响研究

论文题名：	剪力键布置对装配式组合梁动力性能的影响研究
关键词：	装配式混合结构桥梁;钢-混组合梁;动力特性;剪力键
摘要：	在国家自然科学基金项目“山区装配式混合结构桥梁的设计理论与智能化建造方法”（U20A20312）的资助下，为探究预制装配式钢-混组合梁的动力性能以及剪力键布置对其动力性能的影响，开展了装配式钢-混组合梁动力试验，提出了考虑非连续剪力连接的装配式组合梁动力特性理论计算方法，利用ABAQUS有限元软件开展了装配式组合梁结构动力特性数值模拟，分析了剪力键布置参数对装配式组合梁动力性能的影响规律。本文的主要研究内容与结论如下：　　1.开展了一组预制-装配式钢混组合梁自振特性及动力响应试验研究，分析得到试验梁的各阶频率以及振型，为装配式钢-混组合梁的理论研究提供了重要的试验依据；进行了试验梁简谐荷载加载试验，得到不同荷载特性的荷载作用下试验梁动力响应，试验结果表明：试验梁跨中动挠度主要受静态荷载分量和荷载幅值的影响；跨中加速度主要受荷载频率和荷载幅值的影响；端部滑移主要受静态荷载分量和荷载幅值的影响。　　2.考虑装配式组合梁非连续剪力连接的特点，将装配式组合梁划分为交替出现的有剪力连接段和无剪力连接段，分别基于经典动力学理论和Rayleigh-Ritz法理论，推导了适用于装配式组合梁的动力特性计算方法。将理论计算值与试验实测值进行对比，结果表明，两者结果吻合良好，验证了本文理论算法的正确性，为装配式组合梁的动力理论分析方法提供了新思路。　　3.建立了典型装配式钢-混凝土组合梁数值模型，分析得到了组合梁的多阶自振频率及振型，对比分析了数值模拟、试验实测及理论计算值，表明三种结果的吻合度较高，说明数值模型可以较好地反映出梁的动力特性。　　4.开展了集束度、不均匀度、剪力连接度以及剪力键刚度四个剪力键布置参数对装配式钢-混组合梁自振特性的影响研究，结果表明：（1）集束度、不均匀度以及剪力键刚度的变化不会影响振型顺序，而剪力连接度低于0.1时会对其产生影响。（2）竖弯和扭转频率随着集束度的增大而减小，横弯频率无明显规律；不均匀度对自振频率的影响无明显规律；自振频率随剪力连接度和剪力键刚度的增大而增大。（3）四个参数对自振频率影响程度的大小为：剪力连接度＞剪力键刚度＞集束度＞不均匀度。　　5.开展了集束度、不均匀度、剪力连接度以及剪力键刚度四个参数对装配式钢-混组合梁动力响应的影响研究，结果表明：（1）组合梁的位移响应随集束度和不均匀度的增大而增大；随剪力连接度和剪力键刚度的增大而减小。（2）集束度超过0.25后，响应明显增大，集束度从0.250增大到0.333时跨中动挠度增加16.7%；剪力连接度低于0.4后，响应明显增大，剪力连接度从0.4降低到0.2时跨中动挠度增加56.7%；剪力键刚度低于0.1倍后，响应明显增大，剪力键刚度从0.1倍降低到0.01倍时跨中动挠度增加26.1%。（3）四个参数对动力响应影响程度的大小为：剪力连接度＞剪力键刚度＞集束度＞不均匀度。
作者：	徐英铭
专业：	建筑与土木工程
导师：	范亮
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2022