原文传递
多孔复合型开孔板连接件抗剪性能研究
| 论文题名： | 多孔复合型开孔板连接件抗剪性能研究 |
| 关键词： | 钢-混凝土组合梁桥;开孔板连接件;L抗剪承载力;抗弯性能 |
| 摘要： | 钢-混凝土组合梁通常由上部混凝土翼板和下部钢梁组成，其能充分发挥钢和混凝土材料各自力学性能优势，在桥梁工程领域应用前景广阔。为确保混凝土翼板与钢梁协同受力，两者界面间剪力连接件良好的抗剪性能至关重要。开孔板连接件（PBL-Perfobond Leiste）是一种通过钢板孔内贯穿钢筋和混凝土榫抵抗外部荷载的新型剪力连接件，具有承载力高、抗疲劳性好等优点，在钢-混凝土组（混）合桥梁建设中备受青睐。近年来，随着对PBL研究的不断深入，其初期刚度过大导致的刚性抗剪弊端逐渐显现。针对PBL力学性能优化问题，本课题组前期提出了在贯穿钢筋周围设置柔性套筒降低连接件早期刚度的复合型PBL，并通过单孔推出试验证实了该型连接件的良好受力变形性能。在前期研究基础上，本文针对工程实际中PBL多孔布置导致的不均匀抗剪现象，结合广东省自然科学基金面上项目“装配式高强钢-UHPC组合梁抗弯性能及设计方法研究”（NO.2020A1515011355），通过推出试验、数值模拟及理论分析手段，对多孔复合型PBL的传力机理和抗剪计算进行研究，主要研究内容及成果如下： （1）通过归纳总结常规PBL的传力机理、破坏形态、影响因素及承载力计算方法，明确关键影响参数；在此基础上，结合PBL孔内贯穿钢筋的弯-拉变形模式，推导了基于弯-拉变形的贯穿钢筋抗剪计算公式。 （2）进行了16个多孔复合型PBL的推出试验，研究了孔数、套筒厚度、套筒长度对复合型PBL抗剪性能的影响。结果显示：在贯穿钢筋周围设置柔性套筒或增加钢板开孔数量，可使多孔PBL的贯穿钢筋破坏形态由剪切破坏逐渐变为弯-拉破坏；柔性套筒可使各孔PBL受力趋于均匀，减小键群初期荷载不均匀系数；增加套筒厚度能显著改善PBL刚度和延性，但会降低连接件承载能力；此外，减小套筒长度会减小PBL延性，但对承载力影响较小。 （3）建立了多孔复合型PBL有限元计算模型，研究了混凝土强度、贯穿钢筋直径、开孔直径等对PBL受力性能的影响。结果表明：提高混凝土强度可显著提升多孔复合型PBL的抗剪刚度和承载能力，但会降低延性；增大贯穿钢筋直径对多孔复合型PBL初期刚度影响不大，但极限承载力和延性提高显著；增大开孔直径可提高连接件抗剪刚度和承载能力，但连接件延性会有所下降。 （4）基于贯穿钢筋的弯-拉变形模型，建立了考虑套筒厚度影响的单孔复合型PBL承载力计算公式；通过引入多孔折减系数，进一步给出了多孔复合型PBL抗剪承载力公式。结果表明：所提公式的计算结果与试验结果和数值模拟结果吻合较好，可用于多孔复合型PBL承载力计算。 |
| 作者： | 关沛东 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 禹智涛;贺绍华;杨宏助 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 广东工业大学 |
| 学位年度： | 2022 |
检索历史
应用推荐
