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高温后钢-混组合梁抗剪性能试验研究
| 论文题名： | 高温后钢-混组合梁抗剪性能试验研究 |
| 关键词： | 桥梁工程;钢-混组合梁;抗剪性能;静力加载试验;高温试验 |
| 摘要： | 钢-混组合梁充分发挥钢材和混凝土两种材料的优点，具有体积小、重量轻、承载力高、抗震性能好、施工方便等特点。钢-混组合结构在运营中可能会遭遇极端高温环境，而极端高温会影响结构的耐久性和安全性。本文通过试验研究和数值分析，对钢-混组合梁经历高温后的抗剪性能进行研究，研究内容及结论如下： 1、开展了混凝土和钢材高温自然冷却和喷水冷却后材料力学性能试验，并采用扫描电镜分析了高温作用前后混凝土微观特征。结果表明：随着温度的升高，混凝土的质量、抗压强度和抗折强度整体呈降低趋势；相同温度下喷水冷却混凝土抗压强度小于自然冷却的抗压强度；600℃以内，温度对钢材强度影响较小；高温后混凝土内部水泥复合物疏松、水泥与骨料包裹界面裂纹是宏观性能劣化的原因。 2、对常温和高温冷却后钢-混组合梁进行加载破坏试验，采用ABAQUS开展抗剪参数影响分析，获取了组合梁的截面温度分布、剩余承载力、跨中挠度变化和应变分布。结果表明，常温和高温冷却后组合梁破坏形态均为混凝土板贯穿斜裂缝破坏；钢梁屈服强度和腹板厚度是组合梁抗剪承载力的主要影响因素；随着温度的升高，组合梁的承载力、刚度和延性均降低；400℃以内，冷却方式对承载力影响较小，600℃时喷水冷却后组合梁承载力大于自然冷却；与自然冷却相比，喷水冷却下试件的刚度较大，极限挠度较小。 3、构建钢-混组合梁热分析模型，并采用有限元分析方法探究钢-混组合梁在不同场景下温度场的分布。结果表明：温度时程曲线模拟结果与试验结果符合较好；热源位于桥上或桥下，温度呈不均匀层状分布，热源位于桥下对钢-混组合梁更为不利。 4、探讨高温后钢-混组合梁抗剪承载力计算方法。结合本文及相关学者试验数据，通过回归分析建立混凝土抗压强度、钢材屈服强度与受热温度之间的计算公式；考虑材料强度损伤和钢梁抗剪强度未充分发挥对AS/NZS2327规范公式进行修正，修正后公式计算值与试验结果吻合较好。 |
| 作者： | 冯彦鹏 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 武芳文 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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