预制装配式组合梁栓钉连接件抗剪性能试验研究

钢-混凝土组合梁广泛应用于各类建筑与桥梁等结构,为适应装配式组合结构的发展需求,提出了一种将带预制圆孔的混凝土板与焊接栓钉的钢梁安装定位后在预制孔内后填高强填料以固定栓钉连接件的预制装配式钢-混凝土组合梁。通过静力推出试验,研究栓钉直径、预留孔成孔方式与孔径比(预留孔径和栓钉直径比值)对预制装配式组合梁栓钉抗剪连接件的破坏形态、抗剪承载力和滑移性能的影响规律,并进行了普通现浇组合梁栓钉抗剪连接件的对比试验。试验结果表明:破坏形态均为栓钉剪断和混凝土板开裂,螺栓直径和预制成孔后的高强填料对破坏形态有一定影响。装配式抗剪连接件承载力均大于现浇试件承载力,且大于国内外相关规范计算值,采用波纹管成孔的连接件比普通成孔连接件承载力略有提高。提出的组合梁栓钉连接件预制装配构造形式具备应用于实践的可行性,且构造形式简单、施工高效,经合理设计可满足现行规范要求。     

钢-高性能混凝土组合梁栓钉连接件抗剪性能的试验

基于10个栓钉连接件在单调荷载下的推出试验,对高性能混凝土中栓钉的破坏形态、抗剪承载力、荷载-滑移关系、变形能力等进行了研究,重点分析了混凝土类型、栓钉直径等参数对栓钉抗剪性能的影响。结果表明:栓钉在高性能混凝土中的抗剪承载力与在普通混凝土中相近;栓钉具有较好的抗剪延性与变形能力;栓钉在高性能混凝土和普通混凝土中均出现了明显的刚度退化特性,且二者的退化程度相当;栓钉焊接不宜采用普通围焊工艺。最后,在试验的基础上,初步提出了高性能混凝土中栓钉抗剪承载力的设计建议。     

钢-混凝土组合梁弯筋连接件的抗剪承载力

针对钢混凝土组合梁抗剪连接件中的弯筋连接件开展研究,比较了目前各国规范中的弯筋连接件形式及其抗剪承载力计算公式。分析了近年才开始用于实际工程中的蛇形弯筋连接件的特点及构造,并在此基础上提出蛇形弯筋连接件的抗剪承载力计算公式,以供工程设计参考。     

预制装配式栓钉连接件钢-混凝土组合梁抗弯性能试验研究

为适应装配式钢-混凝土组合梁的发展需求,研究了一种将带预制圆孔的混凝土板与焊接栓钉的钢梁安装定位后在预制孔内后填充高强填料以固定栓钉连接件的预制装配式钢-混凝土组合梁.通过梁式试验获得了该装配式组合梁的极限承载力、荷载-挠度关系、界面荷载-滑移关系以及截面的应变分布规律,并与普通现浇钢-混凝土组合梁的抗弯力学性能进行对比分析.试验结果表明:所有试验组合梁均发生弯曲破坏,装配式组合梁的抗弯承载能力稍好于现浇组合梁的抗弯承载能力.采用我国现行《钢结构设计标准》(GB 50017-2017)的组合梁塑性设计方法可偏于安全地预测该装配式组合梁的抗弯承载力,该组合梁预制装配方法可供工程实践参考.     

钢-混凝土组合梁栓钉剪力连接件抗剪承载力研究

为了探究钢-混凝土组合梁栓钉剪力连接件构造参数对其抗剪承载力的影响,采用ABAQUS有限元软件建立了数值分析模型,获得了荷载-滑移曲线,并与经验公式计算比较,二者吻合较好;通过改变结构的混凝土强度等级、栓钉直径、栓钉屈服强度和栓钉长度等构造参数,分析了栓钉抗剪承载力的变化规律。结果表明:栓钉剪力连接件的抗剪承载力随着混凝土强度等级、栓钉直径、栓钉屈服强度的增大而提高。     

钢─混凝土组合梁中栓钉连接件实际抗剪承载能力的计算

本文通过试验研究栓钉剪力连接件在钢─混凝土组合梁中的实际承载能力,对我国现行《钢结构设计规范》中栓钉连接件设计抗剪承载能力计算公式的限制条件提出了修正建议,并对部分剪力连接组合梁中的检钉承载能力做了初步探讨,它对钢─混凝土组合梁设计具有实用参考价值。     

钢─混凝土组合梁中栓钉连接件实际抗剪承载能力的计算

本文通过试验研究栓钉剪力连接件在钢─混凝土组合梁中的实际承载能力，对我国现行《钢结构设计规范》中栓钉连接件设计抗剪承载能力计算公式的限制条件提出了修正建议，并对部分剪力连接组合梁中的检钉承载能力做了初步探讨，它对钢─混凝土组合梁设计具有实用参考价值。     

钢-混凝土预制板组合梁栓钉连接件的试验研究

为了研究钢-混凝土预制板组合梁中栓钉剪力连接件的性能,对不同的预留孔型、孔内不同的填充材料等12个推出试件进行试验研究。根据现有的组合梁理论,作者对试验结果进行对比分析,提出了对钢-混凝土预制板组合梁栓钉剪力连接件设计的建议。     

可拆卸组合梁剪力连接件抗剪性能数值分析

为避免传统螺栓剪力连接方式的缺陷,提出了一种用于可拆卸组合梁的新型插块式螺栓剪力连接件。以螺栓直径、缩颈杆段长度、插块材料和插块尺寸为研究参数,共设计了9个静力推出试件,研究了插块式螺栓剪力连接件的抗剪性能。以推出试件为原型,建立ABAQUS有限元分析模型进行数值分析,并通过试验进行验证。结果表明:插块式螺栓剪力连接件的荷载-滑移曲线呈现出预期的明显二次刚度特性,具有良好的剪切滑移延性; 破坏模式为预设的缩颈杆段区段内的螺栓发生剪断,而此时预制混凝土板和钢梁无明显损伤; 增大螺栓直径可以显著提高连接件的抗剪承载力和抗剪刚度; 增加缩颈杆段长度可以提高连接件延性变形能力,但会降低连接件屈服抗剪承载力和抗剪刚度,对极限抗剪承载力则无显著影响; 相比于普通混凝土和高强砂浆,使用超高性能混凝土作为插块材料使得插块式螺栓剪力连接件的抗剪承载力和抗剪刚度均得到了提高; 插块尺寸对连接件力学性能没有明显影响,但螺栓缩颈杆段和混凝土板预留孔孔壁之间应确保螺栓有足够的剪切滑移变形空间。     

钢-混凝土组合梁栓钉连接件综述

介绍了栓钉连接件的构造,受力特性及破坏形式,并对国内外常用的推出试验作简要描述,归纳总结了栓钉连接件承载能力的计算模型以及试验方法,以促进栓钉连接件在组合结构中的应用。     

型钢混凝土斜柱的群钉连接件受力性能分析

主要对型钢混凝土组合结构中的群钉连接件受力性能开展数值模拟研究,建立多层剪力钉受力性能推出试验数值模型,分析群钉连接件承载能力和钉群内部传力不均匀情况.在此基础上,分析混凝土强度等级和剪力钉层数对群钉连接件承载能力与抗剪刚度的折减程度的影响.得出如下结论:布置15层剪力钉时,平均抗剪承载能力下降了26.08％,抗剪刚度...     

新型抗剪连接件的性能分析

对目前常用的抗剪连接件进行了总结,在此基础上提出了两种新型的抗剪连接件,并通过ANSYS有限元软件对栓钉连接件和新型抗剪连接件进行分析比较,得出新型抗剪连接件的受力性能均优于栓钉连接件。     

可拆卸钢-混凝土组合梁抗剪连接件的受力性能研究

为了促进全生命周期可拆卸钢结构和钢-混凝土组合结构的发展,完善相关受力性能评价方法和结构设计方法,针对新型可拆卸钢-混凝土组合梁抗剪连接件的受力机理和力学性能进行了试验研究。试件设计考虑不同的连接件(螺栓)直径(M20、M24)和材料强度(C50、C60混凝土),通过标准推出试验,分析了破坏模式、荷载-滑移响应、滑移和峰值荷载以及可拆卸性能等。通过将试验结果与中国、欧洲以及美国相关规范中针对组合梁栓钉抗剪连接件和螺栓紧固件抗剪承载力的计算方法进行对比分析,提出了该类新型抗剪连接件的摩擦型抗剪承载力和承压型抗剪承载力计算方法;基于受力机理分析,提出了该类可拆卸组合梁抗剪连接件的力学本构模型,并给出各个参数的确定方法。结果表明,提出的特征承载力和抗剪-滑移本构模型能够很好地描述该类抗剪连接件的力学性能,为在可拆卸钢-混凝土组合梁中的应用提供了理论和技术基础。     

全装配式组合楼板抗剪连接件受剪性能试验研究

为研究全装配式组合楼板开孔钢板(PSP)连接件的受剪性能,对15个PSP连接件试件进行推出试验,分析了PSP连接件的破坏模式和荷载-滑移曲线,研究了开孔钢板厚度、开孔直径、钢板强度、混凝土强度、连接件数量和槽钢型号对PSP连接件受剪性能的影响。采用ABAQUS软件建立推出试件有限元模型,验证了模型的准确性,并揭示了PSP连接件的受力机理。结果表明：PSP连接件具有较高的初始刚度和受剪承载力,薄钢板连接件的荷载-滑移曲线水平段较长,表现出良好的延性;PSP连接件的特征滑移不满足Eurocode 4规定的柔性连接件下限值(6 mm),应视为刚性连接件;随着开孔钢板厚度的增加,连接件的延性有所下降,承载力明显提高,但其增长趋势逐渐变缓;扩大开孔直径对连接件承载力影响较小,对改善连接件延性效果显著;开孔钢板纵向间距较小时,各层钢板之间混凝土压溃区相互重叠,削弱了连接件的承载力和延性。根据推出试验与有限元分析,提出了单个PSP连接件受剪承载力计算公式,计算结果与试验结果吻合较好。     

钢-混凝土组合结构新型双钉头型栓钉剪力连接件抗剪承载力研究

以钢-混凝土组合梁中普遍采用的栓钉剪力连接件为研究对象,针对普通单钉头栓钉连接件存在根部相对薄弱、抗剪能力较差、连接容易过早失效的缺点,提出了一种新型双钉头型栓钉剪力连接件形式,并进行了推出试验有限元模拟分析,在此基础上讨论了影响新型栓钉连接件抗剪承载力的主要因素,最后结合有关规范公式提出了设计建议。研究表明:新型双钉头型栓钉提高了连接件的抗剪极限承载力(与传统栓钉相比,承载力可提高约10%),减小了钢梁与混凝土板的相对滑移,提高了二者的共同工作能力。下钉头直径是影响新型栓钉连接件抗剪性能的主要因素,工程应用时可取栓钉下钉头直径为其杆身直径的1.2~1.3倍,此时连接件极限承载力较高,抗剪工作性能亦较好。当按照我国现行钢结构规范设计采用新型栓钉连接件的钢-混凝土组合梁时,可对单个栓钉连接件的抗剪承载力计算值乘以1.3增大系数。与采用传统栓钉的组合梁相比,采用新型栓钉的钢-混凝土组合梁初期刚度与前者基本相同,但后期会有约12%~20%的明显提高。由于新型栓钉的滑移较小,使混凝土板和钢梁共同工作效果提高。     

钢-混凝土组合梁栓钉连接件的性能研究综述

以国内外相关理论、试验研究及设计资料的收集为基础,探讨栓钉剪力连接件的破坏机理,受力特性和影响栓钉承载力主要因素,对栓钉剪力连接件在高强混凝土组合梁中的性能进行了分析.最后,对钢混凝土组合梁中栓钉剪力连接件的设计提出了建议.     

新型装配式混凝土梁抗剪性能数值分析

提出了一种采用型钢接头连接的纯干式装配式混凝土梁,并通过仿真软件ABAQUS对3根带有型钢接头的装配式混凝土梁和1根现浇混凝土梁的受剪性能进行了数值分析,研究了型钢接头拼接面的变化对该种装配梁受剪承载能力的影响。模拟结果表明,带有型钢接头的装配式混凝土梁的抗剪承载力较普通混凝土梁有较大程度上的提高;装配梁的抗剪承载力随着拼接面远离梁端而增大。并根据模拟结果,推导出适用于此种形式的装配梁的抗剪承载力计算公式。     

钢管混凝土抗剪连接件的试验研究

为了保证钢管混凝土梁柱节点剪力的可靠传递，常需在钢管内设置抗剪连接件。钢板环、钢筋环和钢筋钉抗剪连接件具有传力明确、不妨碍混凝土浇灌的优点。为了查明抗剪连接件的工作特点，本文进行了１８个在钢管内焊接钢板环、钢筋环、钢筋钉抗剪连接件的钢管混凝土推出试验。根据试验结果确定了连接件的计算公式并对连接件的构造提出了相应的建议。