采用新型抗剪连接件的型钢混凝土柱轴压性能试验研究

为研究轴心受压状态下新型抗剪连接件对型钢混凝土柱力学性能的影响,以抗剪连接件形式、间距为变化参数,对6根采用新型抗剪连接件的型钢混凝土短柱进行了轴心受压试验,分析了试件的破坏形态、荷载-位移曲线、荷载-应变曲线、延性系数以及轴力分配规律。研究结果表明：设置栓钉、π形开孔板、π形CR抗剪连接件对强约束区混凝土承担荷载的比例影响较大,且试件延性均有所提高,其中设置π形CR抗剪连接件的试件SRCDC-1延性最好,与无抗剪连接件试件相比,其延性系数提高了8.4%。最后,在考虑箍筋、型钢对混凝土约束作用的基础上,对布置新型抗剪连接件的型钢混凝土柱轴压承载力进行了计算,并给出了相关计算建议。     

T型开孔波折板连接件抗剪承载力有限元分析

采用ABAQUS建立有限元模型,分析了T型开孔波折板连接件的抗剪性能。研究了连接件构件的荷载-滑移特性、不同构造参数对抗剪承载力的影响,以及贯穿钢筋的应变、T型开孔波折板连接件的应力随荷载的变化规律。结果表明:T型开孔波折板连接件的荷载-滑移曲线基本可分成弹性阶段、弹塑性阶段及破坏阶段;T型开孔波折板连接件焊接边的应力大于自由边,T型开孔波折板连接件的贯穿钢筋下侧拉应变随钢筋直径减小而增加;与开孔波折板连接件相比,T型开孔波折板连接件的受剪承载力提高了27%;提高混凝土强度等级、配置贯穿钢筋以及增加其直径和连接件的高度,可提高T型开孔波折板连接件的抗剪承载力。     

组合梁的两种新型连接件抗剪滑移性能试验研究

开孔板和开孔波折板是钢-混凝土组合结构中的两种新型抗剪连接件.分别设计、制作了不同构造参数的开孔板和开孔波折板连接件剪切试件,完成了对比加载试验.研究了两种新型连接件剪切试件的破坏形态、荷载-滑移特性及相同构造参数下两种连接件的抗剪承载能力.研究结果表明:两种连接件均发生纵向劈裂破坏;开孔板连接件无明显的塑性滑移特性,开孔波折板连接件有明显的塑性滑移特性;波折面的局部承压对开孔波折板连接件的抗剪能力有较大影响;相同构造参数下,开孔波折板连接件的承载力约为开孔板的3倍.     

钢-混凝土组合梁开孔波折板连接件受剪性能试验研究

通过12组不同参数的开孔波折板连接件试件进行单调加载受剪试验,研究了不同构造参数的连接件试件的破坏形态、荷载-滑移特性、构造参数对受剪承载力的影响,以及贯穿钢筋的应变、开孔波折板的von Mises应力随荷载的变化规律。研究结果表明：开孔波折板连接件的荷载-滑移曲线基本可分为无滑移阶段、弹性阶段、塑性阶段及破坏阶段;波高和混凝土强度对连接件的承载能力、抗剪刚度、滑移特性等影响显著;开孔波折板焊接边的von Mises应力大于自由边,折板段的von Mises应力大于平板段,开孔周边板的von Mises应力随荷载增加而增加;结构参数相同的试件,贯穿钢筋直径越小,其承担的剪力越大,连接件波高越大,贯穿钢筋承担剪力越小;与开孔板连接件相比,无贯穿钢筋的开孔波折板连接件的受剪承载力提高了300%,设置贯穿钢筋的开孔波折板连接件的受剪承载力提高了约200%。     

开孔板连接件受剪性能试验研究

开孔板连接件是钢-混凝土组合梁中常用的一种抗剪连接件。通过21个开孔板连接件试件在单调静力荷载作用下的推出试验,研究了开孔板的开孔直径、混凝土强度等级、孔中横向贯通钢筋的直径和数量等对开孔板连接件的破坏形态、荷载-滑移特性和受剪承载力等的影响。研究表明:开孔板连接件的荷载-滑移曲线(P-S曲线)大致可分为弹性阶段、塑性发展阶段和下降段;提高混凝土强度等级、增大开孔直径可提高开孔板连接件的受剪承载力,横向贯通钢筋直径由16mm增大至20mm时,试件的受剪承载力提高了21.8%,配置横向贯通钢筋2 16的试件受剪承载力比相应的未配置横向贯通钢筋的试件高19.1%;随着混凝土强度等级的提高,试件抗剪刚度增大,而开孔直径及横向贯通钢筋直径则对抗剪刚度无明显影响。最后,基于试验结果提出了开孔板连接件受剪承载力的计算方法。研究成果可为编制《钢-混凝土组合桥梁设计规范》提供依据和参考。     

T形开孔肋连接件基本力学性能的试验

在钢与混凝土组合结构中连接件是能够保证钢与混凝土协同工作的关键构件,不同的连接件形式其力学性能相差较大,对组合结构的受力产生较大的影响.提出了一种新型的连接件-T形开孔肋,并通过推出试验测试了这种连接件的基本力学性能,通过与开孔板连接件推出试验结果对比,表明T形开孔肋连接件的抗剪强度比开孔板连接件的提高20％,其抗剪刚...     

长孔型开孔板连接件抗剪性能试验研究

为解决组合结构桥梁开孔板连接件孔间距或板高受限的设计难题,提出将开孔板圆孔单向拓展为长孔的钢与混凝土连接构造新型式;以圆孔孔径、抗剪纵向或横向的开孔幅度即孔长、孔高等为变化参数,进行7组共21个模型试件的抗剪推出试验,比较研究不同孔形开孔板连接件的抗剪承载力、刚度及变形性能。研究结果表明:开孔面积相同时,长孔型与圆孔型开孔板连接件的抗剪承载力相当;抗剪刚度随孔径或孔高增加而增大,不受孔长变化影响;与开孔面积相同的圆孔型开孔板连接件比较,长孔型开孔板连接件沿抗剪纵向拓孔时峰值滑移量大幅增大,横向拓孔时峰值滑移量减小;在正常使用极限状态下的残余滑移量较小,各孔型开孔板连接件均具有较好的变形恢复能力。     

新型配式混凝土楼盖π式板缝连接节点抗剪性能研究

为研究新型全装配混凝土楼盖π式板缝节点的平面内抗剪性能,进行了π式板缝节点单调和低周反复荷载下的足尺试验,对π式板缝节点的破坏过程及形态、荷载-变形曲线和耗能能力等进行了系统研究。结果表明:两种荷载模式下,π式板缝连接节点均发生了锚筋与锚板间的焊缝破坏,抗剪承载力较低;节点滞回曲线捏拢现象较为严重、耗能能力和抗震性能较差;建议采用穿孔塞焊等方法来保证π式连接件锚筋与锚板T形焊的焊接质量,提高其抗剪能力。     

GFRP肋式剪力连接件受力性能对比试验研究

剪力连接件是保证GFRP混凝土组合梁/板中两种不同材料共同工作的重要构造,设计了矩形肋和T形肋两类GFRP肋式剪力连接件,进行了3组共8个GFRP肋式剪力连接件的推出试验,包括:矩形肋开孔、T形肋开孔、T形肋不开孔3组GFRP肋式剪力连接件,得到了其破坏形态、极限承载力、荷载滑移曲线及荷载应变变化规律,重点研究肋内开孔及肋的截面形式对GFRP肋式剪力连接件受力性能的影响。试验结果表明:GFRP肋式剪力连接件的破坏形态均为混凝土劈裂破坏;对比矩形肋开孔试件,T形肋开孔试件强度高、延性好;对比T形肋不开孔试件,T形肋开孔试件强度与延性均能提高。基于试验结果,建立了考虑肋内开孔及肋截面形式影响的GFRP肋式剪力连接件极限承载力计算公式,拟合得到了GFRP肋式剪力连接件的荷载滑移曲线上升段的理论模型,建立了其抗剪刚度计算公式。     

开孔板连接件相对滑移机理试验研究

为研究组合结构桥梁中开孔板连接件的相对滑移机理,以开孔板厚度、孔中钢筋直径、开孔板孔径为变化参数,进行了21个开孔板连接件抗剪性能模型试验。通过理论分析与试验结果比较,揭示了开孔板连接件相对滑移量主要由孔中钢筋剪切变形量、孔中混凝土压缩变形量和剪切变形量三部分组成,以及抗剪承载力对应相对滑移量随板厚增加而减小,随孔径、孔中钢筋直径增加而增大的滑移机理。     

开孔波形板剪力连接件推出试验研究

通过对设有双开孔波形板剪力连接件的试件进行推出试验,探讨了这种连接件在外荷载作用下的钢板和混凝土应变分布及荷载滑移变化规律,分析了混凝土板与钢板交界面的界面特性及贯穿钢筋的受力情况、混凝土板的掀起作用等,结果表明:开孔波形板剪力连接件具有较高的抗剪能力和连接性能,混凝土与钢梁交界面相对滑移量小。     

π形拼图板式抗剪连接件受剪性能试验研究

为了研究π形拼图板式抗剪连接件受剪性能,以布置贯穿钢筋、腹板间距、翼缘板的朝向、连接件高度及加载方式为变化参数,进行了5组9个组合构件的推出试验。试验结果表明：π形拼图板式抗剪连接件初始抗剪刚度较大,具有良好的延性及耗能能力;布置贯穿钢筋对π形拼图板式抗剪连接件受剪承载力影响较小,对改善组合构件的延性效果明显;随着连接件腹板间距的减小,组合构件的承载力及延性所提高;连接件翼缘板的朝向对组合构件承载力影响较大,翼缘板在下时,组合构件的延性下降明显;连接件高度对承载力影响较大,随着高度增加,初始抗剪刚度及延性增强;在重复荷载作用下,π形拼图板式抗剪连接件仍保留有较高的承载能力,表现出良好的耗能及延性。采用有限元分析方法对连接件受力、破坏模态、传力机制进行分析,利用多元线性回归的分析方法提出承载力计算式。     

T形肋开孔玻璃纤维增强材料抗剪键受力性能试验

为提高玻璃纤维增强材料GFRP与混凝土的界面黏结性能,提出了一种新型T形肋开孔GFRP抗剪键,可应用于受力复杂的组合梁、板设计。通过推出试验测试了这种新型抗剪键的基本力学性能,得到了其破坏形态、裂缝分布规律及荷载-相对滑移曲线。试验结果表明:界面出现滑移后,T形肋开孔GFRP抗剪键能提供较好的抗剪变形能力;最终混凝土突然出现剪切破坏,GFRP抗剪键基本完整;对于孔内无穿孔钢筋的T形肋开孔GFRP抗剪键呈现出与开孔钢板连接件相似的破坏机理,其承载力取决于左右两边混凝土块的抗剪能力与穿过T形肋孔洞的混凝土榫所提供的抗剪销栓力。基于试验得到的破坏机理建立了T形肋开孔GFRP抗剪键的极限承载力计算公式,计算结果表明:该公式具备足够的安全富余系数,可供工程设计参考。     

基于波折开孔钢板连接件的组合梁受力性能试验研究

波折开孔板是一种新型钢-混凝土组合梁的连接件,为研究设置有波折开孔钢板连接件的组合梁在静载作用下的受力性能,通过双排波折开孔钢板连接件的钢-混凝土组合梁模型的两点对称加载试验,探讨组合梁截面应变沿梁高的分布及跨中挠度随荷载变化的规律,分析混凝土板与钢梁交界面的界面特性及贯穿钢筋的受力情况、混凝土板的掀起作用等,对比同等条件下具有平板开孔板连接件的组合梁交界面相对滑移性能。结果表明:该组合梁具有良好的抗弯性能,截面应变符合平截面假定;波折开孔钢板连接件具有较高的抗剪能力和连接性能,混凝土与钢梁交界面相对滑移量小,研究结果为波折开孔板连接件在大型组合结构中的应用提供理论基础。     

开孔板连接件抗剪能力影响因素研究综述

剪力连接件是钢-混凝土组合梁共同作用的基础,在钢筋混凝土组合梁中发挥着重要作用。本文介绍了开孔板连接件的构造形式及受力特点;通过对开孔板连接件已有试验研究的分析,阐述了开孔板连接件的破坏形式并对影响开孔板连接件抗剪能力的主要因素进行了总结。     

PBL连接件在长期荷载作用下的试验研究

为了研究PBL连接件在长期荷载作用下的受力性能,对6个PBL连接件试件进行了6个月的长期加载试验及极限承载力破坏试验,考虑的影响参数为钢板开孔直径、厚度和孔洞个数。试验考察了试件变形发展过程及破坏形态,得到了试件荷载-滑移曲线以及荷载-横向贯通钢筋应变曲线,并建立了钢梁与混凝土板相对滑移、横向贯通钢筋和孔洞周边应力与加载时间关系曲线;最后,在试验的基础上,对比总结了长期荷载和短期荷载作用对PBL连接件力学性能的影响。研究结果表明:增加开孔钢板直径、厚度和孔洞个数可以有效提高PBL连接件抗剪刚度,减小其相对滑移;与短期荷载作用下的试验结果相比,长期荷载作用下PBL连接件试件的抗剪刚度下降了16%~30%,但其破坏形态、荷载-横向贯通钢筋应变曲线、荷载-滑移曲线变化特点基本相同,且其极限抗剪承载力无显著差异。     

T形肋GFRP抗剪连接件的静载推出试验

为改善玻璃纤维增强塑料（GFRP）与混凝土的界面粘结性能,进行了3组共计9个T形肋GFRP抗剪连接件的静载推出试验,主要考虑了T形肋内开孔及横向穿孔钢筋2个参数对其抗剪性能的影响,得到了破坏形态、裂缝分布规律及荷载 相对滑移关系,分析了T形肋对GFRP抗剪连接件粘结滑移性能、极限承载力以及破坏机理的影响。基于试验得到的破坏机理建立了T形肋GFRP抗剪连接件的极限承载力计算公式。结果表明:T形肋增加了GFRP抗剪连接件与混凝土的接触面积,提高了界面的粘结力;界面出现滑移后,T形肋孔内的混凝土榫或钢筋混凝土榫能提供更好的抗剪性能;孔内是否配置横向穿孔钢筋将导致试件出现2种不同的破坏形态。     

钢—混凝土组合结构抗剪连接构件承载力试验研究

对PBL连接件在一些重要工程中能很好地满足使用要求的情况进行了分析,并在传统PBL连接件的基础上设计了两种改良型抗剪连接件,即波形开孔板抗剪连接件、开孔折板抗剪连接件,经过试验证实,这两种抗剪连接件能有效提高钢—混凝土构件的力学性能与两种材料间的协同工作能力。     

竹混凝土钢板连接件的抗剪性能试验研究

为研究竹混凝土组合结构开孔钢板连接件的力学性能,进行了竹混凝土开孔钢板剪力连接件的推出试验研究。结果表明:竹混凝土钢板连接件的典型破坏形态主要表现为开孔钢板屈服、混凝土部分剪切压溃、开孔钢板在竹材部分滑移几种模式,开孔钢板屈服大多发生在竹混凝土钢板连接件,竹混凝土钢板连接件的荷载-滑移曲线在峰值荷载之后,都能够维持较高的残余荷载值,荷载下降缓慢,无论是否配置贯穿钢筋,破坏模式都属于延性破坏,其界面滑移沿着界面高度分布均匀;竹混凝土钢板连接件的承载力由开孔钢板与竹材连接界面的承载力、开孔钢板与混凝土连接界面的承载力、界面处最薄弱截面开孔钢板的抗剪承载力三个方面决定,基于此建议了其承载力分析方法。     

外包钢中空混凝土组合结构桥塔轴压性能研究

为研究外包钢中空混凝土柱组合桥塔在轴压荷载下的受力性能,进行模型试验和有限元分析,研究了破坏形态、荷载-变形关系和传力机理等。研究结果表明:该组合桥塔能够充分发挥混凝土和钢材的承载能力,其变形能力得到提高;钢壁板荷载逐渐传递至中空混凝土,且荷载传递主要发生在桥塔上部;钢-混凝土结合面上的开孔板连接件,不仅受剪发挥传递荷载作用,其抗拉拔作用还能阻止局部屈曲破坏前钢壁板与混凝土柱的剥离;顶部开孔板刚度折减后,连接件剪力竖向分布趋于均匀;承压板构造有利于荷载传递、扩散,使底座混凝土受力均匀。