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鋼-UHPC組合結(jié)構(gòu)中PBL剪力鍵力學(xué)行為研究

發(fā)布時(shí)間:2020-10-23 21:43
   鋼-UHPC組合結(jié)構(gòu)是通過剪力連接件將鋼構(gòu)件和超高性能混凝土(UHPC)構(gòu)件結(jié)合在一起協(xié)同受力的新型結(jié)構(gòu),相對于傳統(tǒng)的組合結(jié)構(gòu),UHPC的應(yīng)用可以提高構(gòu)件整體的延性、剛度,延緩裂縫的擴(kuò)展,對結(jié)構(gòu)壽命的提升具有積極的作用。而在鋼-混組合結(jié)構(gòu)中,保證界面之間的連接性能至關(guān)重要,開孔鋼板連接件(PBL剪力鍵)由于具有較高的的承載力和良好的疲勞性能,因而在橋梁中的關(guān)鍵部位都得到了廣泛應(yīng)用。本文首先介紹了組合結(jié)構(gòu)、UHPC和PBL剪力鍵的發(fā)展歷程和發(fā)展現(xiàn)狀,隨后設(shè)計(jì)制作了12個(gè)HSSFC和12個(gè)UHPC推出試件,探索PBL剪力鍵的破壞形態(tài)、破壞機(jī)理、荷載-滑移曲線特征等,主要工作包括以下幾點(diǎn)內(nèi)容:(1)通過推出試驗(yàn)研究了混凝土強(qiáng)度、貫穿鋼筋直徑、孔洞個(gè)數(shù)對PBL剪力鍵靜力性能的影響,研究表明混凝土強(qiáng)度對靜力性能的提升具有顯著影響,而貫穿鋼筋直徑的影響趨勢會(huì)隨混凝土強(qiáng)度等級的變化而變化。(2)對推出試驗(yàn)中PBL剪力鍵荷載-滑移曲線特征進(jìn)行了詳細(xì)分析,闡明了剪力鍵荷載-滑移曲線中各階段的受力特征,同時(shí)基于EC4規(guī)范計(jì)算推導(dǎo)出各組試件的抗剪剛度、延性指標(biāo)和極限承載力計(jì)算公式,通過與試驗(yàn)結(jié)果對比表明吻合較好。(3)從荷載-滑移曲線各階段的受力特征出發(fā),結(jié)合極限承載力的影響因素,利用MATLAB擬合出HSSFC試件的量綱化全曲線計(jì)算公式;根據(jù)彈性地基梁理論,再結(jié)合Euler-Bernoulli理論和Timoshenko梁理論從UHPC試件的抗剪剛度出發(fā),給出此類試件的全曲線計(jì)算公式,通過與試驗(yàn)結(jié)果對比表明這兩種公式計(jì)算精度較高。(4)收集了近年來國內(nèi)外各學(xué)者關(guān)于PBL推出試驗(yàn)的試驗(yàn)數(shù)據(jù),通過與本文的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行橫向和縱向?qū)Ρ确治隽嘶炷翉?qiáng)度、開孔孔洞直徑、貫穿鋼筋直徑、開孔鋼板厚度、配筋率對PBL剪力鍵靜力性能的影響程度。(5)介紹了有限元的非線性理論和有限元建模的概況,利用ABAQUS對模型進(jìn)行計(jì)算分析,通過應(yīng)力云圖和荷載-滑移的對比分析可知有限元計(jì)算結(jié)果較為理想,與實(shí)際情況相符。
【學(xué)位單位】:南京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位年份】:2018
【中圖分類】:U441
【部分圖文】:

前山,珠海,特大橋


.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀.2.1 鋼-混組合橋梁結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀鋼-混凝土組合橋梁是指同一截面不同材料的狹義組合,通過合理的力學(xué)分配原理,鋼材與混凝土各自材料性能優(yōu)勢最大化的一種新型橋梁結(jié)構(gòu)。目前鋼-混凝土組合橋梁要包括鋼梁-混凝土板組合梁、鋼腹板-混凝土組合梁、鋼管混凝土組合梁等[1]。鋼-混凝組合橋梁具有自重輕、地震作用小、結(jié)構(gòu)延性高、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)相對于純鋼橋梁,還可以提高剛度,減少結(jié)構(gòu)在活載作用下的變形[2],因此在現(xiàn)階段的橋梁建設(shè),尤其是跨度橋梁中得到廣泛應(yīng)用。其中鋼梁-混凝土板組合梁發(fā)展時(shí)間最早,現(xiàn)階段應(yīng)用也最廣泛。鋼腹板組合橋梁目前主要為波紋鋼腹板組合橋梁,其采用波形鋼代替?zhèn)鹘y(tǒng)加勁肋的鋼腹板,以至于提高鋼板的屈曲和剪切強(qiáng)度,并可以顯著減小腹板厚度,同時(shí)不需要額布置加勁肋[3]。聶建國[3][4]、劉保東[5]、JohnPapangelis[6]、MoussaLeblouba[7]等學(xué)者就波鋼腹板的剪切強(qiáng)度、疲勞性能、撓度變形等進(jìn)行了一系列研究,并取得了可觀的成果。珠澳大橋珠海連接線上的前山河特大橋、山東鄄城黃河公路特大橋、泰州大橋和南京滁大橋引橋等都采用波形鋼腹板作為橋梁的上部結(jié)構(gòu)。

特大橋,黃河,山東,組合橋梁


.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀.2.1 鋼-混組合橋梁結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀鋼-混凝土組合橋梁是指同一截面不同材料的狹義組合,通過合理的力學(xué)分配原理,鋼材與混凝土各自材料性能優(yōu)勢最大化的一種新型橋梁結(jié)構(gòu)。目前鋼-混凝土組合橋梁要包括鋼梁-混凝土板組合梁、鋼腹板-混凝土組合梁、鋼管混凝土組合梁等[1]。鋼-混凝組合橋梁具有自重輕、地震作用小、結(jié)構(gòu)延性高、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)相對于純鋼橋梁,還可以提高剛度,減少結(jié)構(gòu)在活載作用下的變形[2],因此在現(xiàn)階段的橋梁建設(shè),尤其是跨度橋梁中得到廣泛應(yīng)用。其中鋼梁-混凝土板組合梁發(fā)展時(shí)間最早,現(xiàn)階段應(yīng)用也最廣泛。鋼腹板組合橋梁目前主要為波紋鋼腹板組合橋梁,其采用波形鋼代替?zhèn)鹘y(tǒng)加勁肋的鋼腹板,以至于提高鋼板的屈曲和剪切強(qiáng)度,并可以顯著減小腹板厚度,同時(shí)不需要額布置加勁肋[3]。聶建國[3][4]、劉保東[5]、JohnPapangelis[6]、MoussaLeblouba[7]等學(xué)者就波鋼腹板的剪切強(qiáng)度、疲勞性能、撓度變形等進(jìn)行了一系列研究,并取得了可觀的成果。珠澳大橋珠海連接線上的前山河特大橋、山東鄄城黃河公路特大橋、泰州大橋和南京滁大橋引橋等都采用波形鋼腹板作為橋梁的上部結(jié)構(gòu)。

海子,四川,繞城高速,巴赫


即鋼管代替混凝土箱梁的底板和腹板,由于桁得到充分利用,并極大的減輕結(jié)構(gòu)自重[9],在求,如德國的內(nèi)森巴赫橋[10]、南京繞城高速江缺陷也較為突出,主要體現(xiàn)在節(jié)點(diǎn)處的剛度與因而在某些方面限制了其發(fā)展。劉永健[9]、陳進(jìn)行了系統(tǒng)研究,指出了節(jié)點(diǎn)處的受力機(jī)理、
【相似文獻(xiàn)】

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本文編號:2853576

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