雙鋼板-混凝土（Steel-plate concrete,SC）組合結(jié)構(gòu)由兩側(cè)鋼板、核芯混凝土和抗剪連接件組成。美國西屋公司在AP1000核電站安全殼的設(shè)計(jì)中采用了SC組合結(jié)構(gòu)型式,并將鋼筋與栓釘作為抗剪連接件。鋼筋同時(shí)連接兩側(cè)鋼板,栓釘散布在鋼板內(nèi)側(cè)。兩側(cè)鋼板借助鋼筋連為一體,可以作為澆筑混凝土的臨時(shí)模板。在混凝土澆筑施工階段省去模板支護(hù)工序,從而縮短施工周期,降低建設(shè)成本,并帶來較好的經(jīng)濟(jì)效益。在SC組合結(jié)構(gòu)中,鋼筋與栓釘是保證鋼板與混凝土協(xié)同工作的關(guān)鍵部件,也是最薄弱的部件。鋼筋與栓釘在往復(fù)荷載作用下的抗剪性能直接關(guān)系到SC組合結(jié)構(gòu)抗震性能的發(fā)揮。目前,針對(duì)SC組合結(jié)構(gòu)中鋼筋在往復(fù)荷載作用下抗剪性能的研究尚未開展�？紤]到SC組合結(jié)構(gòu)中同時(shí)采用鋼筋和栓釘,對(duì)于鋼筋和栓釘抗剪性能的差異也值得深入研究。本文進(jìn)行了單向荷載和往復(fù)荷載作用下鋼筋與栓釘推出試驗(yàn)和有限元模擬研究。同時(shí),結(jié)合現(xiàn)有SC組合梁抗彎試驗(yàn)結(jié)果和數(shù)值模擬結(jié)果,對(duì)SC組合懸臂梁中鋼筋的受力機(jī)理進(jìn)行分析。本文的主要研究內(nèi)容如下:（1）開展了單向荷載作用下采用坡口焊的鋼筋與栓釘?shù)耐瞥鲈囼?yàn),研究了直徑對(duì)鋼筋與栓釘抗剪性能的影響,對(duì)... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：170 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

AP1000核電站結(jié)構(gòu)示意圖

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文-2-在AP1000核電站SC組合安全殼中采用了鋼筋和栓釘作為抗剪連接件。鋼筋同時(shí)連接兩側(cè)鋼板，栓釘散布在鋼板內(nèi)側(cè)（圖1-2）。在施工階段，通過鋼筋連接的兩側(cè)鋼板，可以作為澆筑混凝土的臨時(shí)模板，進(jìn)而可以省去混凝土模板支護(hù)工序，從而顯著降低施工周期，節(jié)省建設(shè)成本。因此，SC組合結(jié)構(gòu)在大體積混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用能夠帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益[3]。美國普渡大學(xué)Varma教授的研究團(tuán)隊(duì)，自2009年開始，對(duì)SC組合結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行了一系列的試驗(yàn)研究和數(shù)值模擬分析[4-14]。圖1-2SC組合結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1-2SchematicdiagramofSCcompositestructure在進(jìn)行SC組合結(jié)構(gòu)平面外受彎承載力設(shè)計(jì)時(shí)，必須首先保證抗剪連接件能夠提供足夠多的界面剪力，使得鋼板與混凝土始終保持協(xié)同工作。對(duì)于鋼筋而言，不僅在SC組合結(jié)構(gòu)界面內(nèi)提供剪力，還在SC組合結(jié)構(gòu)受平面外荷載作用時(shí)提供斜截面內(nèi)的拉力，類似于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的箍筋[15,16]。在SC組合結(jié)構(gòu)抗剪連接件的設(shè)計(jì)中，除了考慮其抗剪性能，其在組合結(jié)構(gòu)中的受力機(jī)理也是至關(guān)重要的。從現(xiàn)有的往復(fù)荷載作用下栓釘?shù)耐瞥鲈囼?yàn)研究結(jié)果來看，往復(fù)荷載作用下栓釘?shù)目辜舫休d力顯著低于單向荷載作用下的抗剪承載力[17]。往復(fù)荷載作用下抗剪連接件抗剪性能的下降，極易造成界面內(nèi)抗剪連接件過早發(fā)生斷裂，進(jìn)而影響SC組合結(jié)構(gòu)的抗震性能的發(fā)揮。因此，本文針對(duì)鋼筋和栓釘在單向荷載和往復(fù)荷載作用下的抗剪性能進(jìn)行推出試驗(yàn)研究。同時(shí)，對(duì)鋼筋鋼筋栓釘鋼板SC圓筒墻鋼板

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文-12-作為抗剪連接件，長栓釘與受拉鋼板連接，短栓釘與受壓鋼板連接。栓釘?shù)目辜舫休d力為栓釘推出試驗(yàn)中的抗剪承載力實(shí)測(cè)值。SC組合梁的抗剪連接度由受拉區(qū)所有栓釘抗剪承載力之和與受拉區(qū)鋼板的屈服抗拉承載力的比值。Wright等人提出了SC組合梁受彎承載力計(jì)算公式（圖1-3），該公式以受拉鋼板達(dá)到抗拉屈服承載力作為計(jì)算依據(jù)。將SC組合梁受彎承載力試驗(yàn)結(jié)果和理論計(jì)算結(jié)果的比值與抗剪連接度的變化關(guān)系曲線繪制于圖1-4中。從試驗(yàn)結(jié)果來看，當(dāng)抗剪連接度達(dá)到1.5以上時(shí)，SC組合梁受彎承載力能夠達(dá)到理論受彎承載力，即受拉鋼板達(dá)到屈服抗拉承載力。Wright等人認(rèn)為，出現(xiàn)這一現(xiàn)象的主要原因是由于SC組合梁內(nèi)混凝土開裂導(dǎo)致栓釘?shù)目辜舫休d力和抗剪剛度有所下降。因此，Wright等人建議對(duì)栓釘?shù)目辜舫休d力進(jìn)行折減，折減系數(shù)為50%。圖1-3SC組合梁平面外受彎承載力設(shè)計(jì)公式（Wright等人[19]）Fig.1-3Formulaforout-of-planebendmomentofSCcompositebeam(Wrightetal.[19])圖1-4SC組合梁受彎承載力比值-抗剪連接度關(guān)系曲線（Wright等人[19]）Fig.1-4FlexuralcapacityratioofSCcompositebeam-shearconnectionratio(Wrightetal.[19])1996年，Roberts等人[20]在進(jìn)行SC組合梁平面外抗彎試驗(yàn)研究中，對(duì)界面內(nèi)的栓釘?shù)幕屏窟M(jìn)行測(cè)量。從測(cè)量結(jié)果來看，越靠近跨中處的栓釘?shù)幕屏吭叫Ｔ赟C組合梁末端，受到墊塊摩擦力的影響，栓釘?shù)幕屏坑兴陆�。受拉鋼板拉力混凝土壓力受壓鋼板壓�?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]往復(fù)荷載下鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的超低周疲勞斷裂預(yù)測(cè)[J]. 廖芳芳,王偉,陳以一.  同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(04)
[2]焊釘連接件抗剪承載力試驗(yàn)研究[J]. 王倩,劉玉擎.  同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(05)
[3]鋼板-混凝土組合梁的非線性有限元分析[J]. 趙潔,聶建國.  工程力學(xué). 2009(04)

博士論文
[1]核設(shè)施鋼板組合墻面外抗剪性能研究[D]. 覃鋒.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[2]鋼板夾芯混凝土組合梁力學(xué)性能與破壞機(jī)理研究[D]. 夏培秀.哈爾濱工程大學(xué) 2012

碩士論文
[1]雙鋼板—混凝土組合梁擬靜力試驗(yàn)研究[D]. 盧顯濱.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[2]鋼板—混凝土組合懸臂梁擬靜力試驗(yàn)研究[D]. 路冰.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3550861