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腐蚀环境下焊钉连接件的抗剪性能模型试验研究
| 论文题名： | 腐蚀环境下焊钉连接件的抗剪性能模型试验研究 |
| 关键词： | 钢-混凝土组合梁纵桥;焊钉连接件;抗剪性能;模型试验;腐蚀环境 |
| 摘要： | 钢-混凝土组合梁集钢材和混凝土材料性能优势，使材料得到充分利用。值得关注的是，环境中存在大量侵蚀物质会造成钢材锈蚀，从而影响钢材各方面性能。随着耐候钢的应用，锈蚀不再对钢梁造成威胁。焊钉连接件是钢-混凝土组合梁结构中至关重要的部件，保证钢梁和混凝土板的协同作用，其性能的变化直接影响到整个组合结构的性能变化。同时焊钉连接件也是结构中最薄弱的部件，在腐蚀环境中很容易发生锈蚀，导致其强度、刚度、耐久性等性能减弱。 本文根据工程应用中钢-混凝土组合梁纵桥向实际受力状态设计了10个偏心受力推出试件，并采用恒电流加速锈蚀方法对试件进行不同程度的诱导锈蚀。其中5个试件进行静载推出破坏试验，5个试件进行疲劳推出破坏试验，以此研究腐蚀环境下焊钉连接件力学性能和耐久性。同时采用有限元软件ABAQUS模拟锈蚀焊钉推出试件的静载破坏力学行为。 （1）对5个不同焊钉锈蚀程度的推出试件进行静载试验，得到5条荷载-滑移曲线。对比分析发现：锈蚀导致焊钉提早进入塑性阶段，焊钉抗剪承载力和最大滑移量随着锈蚀程度的增大呈非线性减小。 （2）研究了不同焊钉锈蚀程度的推出试件抗剪承载力。对于未锈蚀焊钉推出试件，通过对比既有推出公式计算结果和本次试验结果，分析既有计算公式的安全富余程度；对于锈蚀焊钉试件，引入锈蚀函数，对试验结果进行拟合得到拟合系数，由此提出考虑锈蚀程度的焊钉抗剪承载力计算公式。 （3）对5个不同焊钉锈蚀程度的推出试件进行疲劳试验，得到5条疲劳次数-动滑移曲线和静荷载-滑移曲线。分析曲线发现：经过同样次数的疲劳加载，焊钉锈蚀程度越大的试件动滑移量越大；焊钉锈蚀程度对疲劳过程中焊钉表面裂纹发展阶段影响较大。锈蚀会降低焊钉抗剪强度，使焊钉承受疲劳周期循环加载能力减弱，严重影响焊钉的疲劳性能。对推出疲劳试验结果进行拟合，提出锈蚀焊钉疲劳寿命估算公式。 （4）采用ABAQUS有限元分析软件模拟焊钉锈蚀的偏心受压构件静载破坏过程，并与试验结果比较分析，为建立合理数值分析模型奠定基础。对锈蚀可能造成的5个因素进行量化分析。 |
| 作者： | 肖慧双 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 宋一凡 |
| 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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