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装配式钢-混组合梁PSCC连接件抗剪性能研究
| 论文题名： | 装配式钢-混组合梁PSCC连接件抗剪性能研究 |
| 关键词： | 钢混组合梁桥;装配式结构;剪力连接构造;抗剪性能 |
| 摘要： | 装配式和钢-混组合结构可谓常规跨径桥梁建设的发展趋势。本文依托导师团队承担的国家自然科学基金面上项目“装配式组合梁后浇 UHPC-栓钉连接体系腐蚀-疲劳耦合损伤机制研究”（52278147）、国家自然基金青年项目“基于模型-数据同化的耐候钢桥焊接节点腐蚀-疲劳耦合劣化特性研究”（52208182）、海南省科技厅重大科技计划项目“热带海岛装配式桥梁制造建造技术与研究”（ZDKJ2021048）和西藏自治区重点研发计划“西藏地区新型装配式钢-砼组合梁桥研发”（XZ202001ZY0054G），对课题组提出装配式钢-砼组合梁桥的 PSCC 剪力连接件构造及力学性能开展了深入的研究，主要研究内容如下： （1）针对装配式钢-混组合梁桥，探索了更适于工业化建造的PSCC剪力连接构造，即指预制桥道板P与钢梁S通过灌注结合腔混凝土C形成的连接构造C；构造细节为在预制桥面板中预埋剪力钢筋，钢梁上焊接栓钉及侧挡板形成结合腔,吊装桥道板在钢梁上就位后，灌注结合腔混凝土，使预制板的剪力钢筋与钢梁顶面的栓钉通过结合腔混凝土连接成为整体的钢混组合结构。 （2）采用后灌注结合腔材料和预制件脱空率为主要考察参数，设计制作了 4组11个PSCC连接件推出试件，研究了单调和循环剪切荷载作用下装配式PSCC连接件力学行为；试验结果表明，结合界面 30%脱空率对 PSCC 连接件抗剪强度影响较小；60%脱空率对PSCC连接件抗剪性能影响明显，抗剪承载力和刚度降低；后灌注UHPC试件抗剪性能明显优于C50试件，表明UHPC较C50对栓钉具有更强约束力和握裹性。 （3）利用有限元软件模拟出推出试验全过程，系统研究了剪力钢筋直径、结合腔宽度、侧挡板构件、界面脱空率对PSCC连接件抗剪性能影响；发现剪力钢筋直径增大，可改变PSCC破坏模式，且提高抗剪性能，但存在上限；针对横排布置n颗直径为d的栓钉，提出PSCC结合腔适宜宽度为4d(n+1)的建议；侧挡板的存在会明显降低栓钉的应力水平；结合界面小于 45%脱空率的 PSCC 连接件对抗剪强度影响较小。 （4）后灌结合料为UHPC的PSCC连接件，当为栓钉剪切破坏时，UHPC基本无压碎痕迹，试件抗剪承载力主要取决于栓钉抗剪强度，据此提出基于栓钉剪坏的抗剪承载力计算公式；当PSCC连接件为剪力钢筋剪切破坏时，提出基于剪力钢筋破坏的抗剪承载力计算公式；针对依托工程桥梁，基于本文计算公式对PSCC连接件进行了设计和验证。 |
| 作者： | 周丰力 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 唐亮;周志祥 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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