混凝土受拉状态下钢-混凝土组合结构中栓钉的承载力的研究

现有的国内外组合结构规范对混凝土受压状态下栓钉的静、动承载力都有规定(尽管具体数值差别较大),而且还规定了测栓钉承载力的试验方法,但对于混凝土受拉状态下的栓钉既没有规定承载力,也没有规定承载力测试方法.为此,作者提出了在混凝土受拉状态下,进行栓钉的承载力试验的反向推出试验方法;对在22栓钉不同排列的C50混凝土不同配筋率情况下,5组18个试件的栓钉刚度和承载力等问题进行了试验研究,并与标准推出试验(混凝土受压)得到的22栓钉的试验结果进行了比较.成果已应用于秦沈客运专线.     

结合梁栓钉的极限承载力的试验研究

为了为我国某公铁两用桁梁结合梁大桥确定栓钉规格、栓钉承载力设计值,本文通过大量试验,研究了国产φ22、φ25和φ13检钉(14 MnNbq母材、C50混凝土)的p-u曲线、按极限承载力以及混凝土配筋率、栓钉间距、反复加载、卸载对栓钉极限承载力的影响.     

结合梁栓钉的极限承载力的试验研究

为了为我国某公铁两用桁梁结合梁大桥确定栓钉规格，栓钉承载力设计值，本文通过大量试验，研究了国产φ２２、φ２５和φ１３检钉的Ｐ－Ｕ曲线、按极限承载力以及混凝土配筋率、栓钉间距，反复加载，卸载对栓钉极限承载力的影响。     

桁梁结合梁栓钉疲劳承载力的试验研究

针对某桁梁结合梁桥的实际情况，通过等幅疲劳推出试验，对ф２２及ф２５栓钉疲劳强度的控制因素等问题做了研究，并通过回归分析得出剪应力幅与循环次数的关系式。     

钢—混凝土组合结构中密集型剪力钉群的受力状态

通过非线性有限元分析，研究了钢－混凝土组合结构中密集型剪力钉群的受力状态，分析了各剪力钉所承受的剪力的不均匀程度与某些因素的关系。     

栓钉连接件抗剪刚度对钢—混凝土结合梁自振特性影响研究

设计6片钢—混凝土结合梁,从理论分析、试验和数值模拟3个方面,研究栓钉连接件抗剪刚度对钢—混凝土结合梁自振特性的影响.结果表明:在常见的栓钉布置情况下,钢梁与混凝土板的界面存在滑移,二者变形不同步,振型存在明显相位差;随着栓钉连接件抗剪刚度的降低,结合梁整体刚度明显下降,与不考虑界面滑移的结合梁相比,完全连接和部分连接(连接度为60％)结合梁的刚度分别降低39％和48％,相应的1阶竖向自振频率分别降低22％和29％;栓钉连接件的抗剪刚度越小,结合梁的刚度折减越大,但各阶自振频率对应刚度的折减程度不同;少量的栓钉损伤对梁的竖向自振频率影响不明显.由于结构的基频对其冲击系数影响很大,因此在结合梁的动力性能分析及冲击系数计算中,应考虑栓钉连接件刚度的影响.     

波形钢-UHPC组合桥面板中栓钉-PBL连接件抗剪性能数值模拟研究

针对波形顶板-超高性能混凝土(Ultra-high Performance Concrete,UHPC)新型组合桥面板结构,提出在波形钢板波峰处布置短栓钉,波谷处布置开孔板(Perfobond Leiste,PBL),形成栓钉-PBL组合连接件协同抗剪。为探究该组合连接件的抗剪力学性能,建立组合连接件推出试验及梁式试验的有限元模型,并基于现有试验对模型的正确性进行验证。在此基础上,讨论了栓钉直径、PBL孔径、栓钉抗拉强度和UHPC抗压强度等设计参数对组合连接件抗剪性能的影响规律。通过分析组合连接件在推出试验全过程中的剪力分配规律,揭示了波形顶板-UHPC组合结构中栓钉与PBL剪力连接件的协同工作机理及破坏机理,并基于此提出组合连接件的设计理论和抗剪承载力计算方法。研究结果表明：组合连接件受到的剪力由栓钉和PBL共同承担,增加短栓钉直径、PBL孔径和UHPC强度均可有效提高组合连接件抗剪承载力;栓钉与无贯穿钢筋的PBL连接件抗剪承载力相近时,后者在加载初期承担的荷载较大,并会早于栓钉发生破坏;二者抗剪承载力之比在1.5左右时,大致同时进入破坏阶段,组合效果最佳;提出的栓钉-PBL组合连接...     

钢-混组合结构抗剪栓钉的群钉效应研究

栓钉剪力连接件是组合结构中保证组合效应不可或缺的关键部件,在使用过程中总是同时使用多个栓钉连接件。因此,为研究栓钉群钉效应作用时的不均匀系数与抗剪性能,采用Ansys APDL进行参数分析,改变栓钉的间距和钢板厚度,以?22 mm栓钉群钉为研究对象。此外,为研究栓钉群钉的损伤后行为,设置不同间距,分别减小栓钉端部、中部、尾部的有效截面。计算结果表明,由于摩擦力的存在,与单钉相比,只要是多钉的推出试验,都会存在抗剪性能下降的情况,并不全是受群钉效应影响;弹性阶段不均匀剪力演高度呈月牙状,但是随着间距减小,塑性阶段不均匀剪力由月牙状向线形转变,端部的不均匀系数不断降低,尾部的不均匀系数提升,沿高度最大不均匀系数差异接近10%;弹性阶段钢板厚度改变时,不均匀系数仅发生5%变化,塑性阶段约1%,相比于栓钉间距,钢板厚度对不均匀系数的影响有限;栓钉的平均抗剪承载力随栓钉间距变化呈指数关系,栓钉的平均抗剪刚度随间距变化呈线性关系,间距越密集,平均抗剪承载力和平均抗剪刚度越低,拟合公式与计算结果吻合,相关系数均大于0.9;栓钉间距与直径比值大于6.8时,抗剪性能变化已不显著;对于越密集的栓钉群,削弱...     

负弯矩作用下钢—混凝土结合梁性能研究

芜湖公铁两用长江大桥系双层，上层为公路桥，下层为双线铁路桥，为了使上层公路桥面板以帮助主桁上弦杆抵抗巨大的纵向压力，正桥全部采用混凝土桥面板与钢桁梁共同作用的板桁结合梁。但是，在主桥边跨各连中间墩附近的上层混凝土板却处于受状状态。为了给芜湖桥受拉区板桁结合梁提供合理的结构形式和设计依据，本研究制作了4根大尺寸结合梁，它们的尺寸，钢构件相同，但混凝土板及连接件的数目与布置不同，其中两根梁的混凝土板为全部工地现浇高配筋混凝土，另两根为预应力预,制混凝土板＋工地后浇微膨胀混凝土，在负弯矩作用下，每梁先做200万次疲劳试验，再做极限承载力试验，对结合梁的疲劳性能，极限状态，包括刚度，应变，混凝土板中的裂纹等作了对比研究，研究成果已应用于芜湖桥受拉区结合梁的设计。     

钢—高配筋现浇混凝土结合梁裂缝宽度试验研究

随着结合梁的设计由拉应力限值由裂宽度限值的转变，如何计算结合梁混凝土板的裂缝宽度已成为一个日益重要的问题。对此，国内外目前尚无较成熟的公式，大多借用普通钢筋混凝土结构裂缝宽度的计算公式，本文结合芜湖公铁两用和长江大桥受拉区裂缝宽度控制的工程实际问题，对两根大型钢－高配现浇混凝土结合梁T1,T2分别进行了疲劳试验和极限承载力试验，研究了结合梁混凝土板裂缝宽度及其发展，研究结果表明：现有混凝土结构裂缝宽度计算公式对影响结合梁裂缝宽度因素的考虑并不全面，所得计算结果与实测结果不能很好地吻合。对于钢－高配筋现浇混凝土结合梁，除普通钢筋混凝土结构已考虑到的因素外，还有许多其他更为复杂的因素应加以考虑，其中栓钉数量及布置方式是影响结合梁混凝土板裂缝宽度的重要因素。     

钢—混凝土结合梁在温度作用下的响应分析

在钢－混凝土结合梁中，温度作用通常包括三种形式，即：变温，温差和温度梯度，这些温度使用有时可能导致钢－混凝土结合梁中产生较大的温度应力，故必须引起足够的重视，本文在五个基本假设的基础上，综合考虑微段的平衡条件和钢梁与混凝土板之间的变形协调条件，推出了钢－混凝土结合梁在沿梁截面高度方向线性分布的温度梯度作用下，考虑剪切变形影响与不考虑剪切变形影响时的内力，相对滑移和位移计算公式。然后根据芜湖桥初步设计方案，取上层公路桥面系中的一个钢－混凝土组合截面，按照剪力钉沿纵向全梁均匀分布和沿纵向分段均匀分布（梁端部附近剪力钉分布较密，其他地方剪力钉分布较稀）两种布置方案，计算了钢混凝土结合梁在温差作用及温度梯度作用下的响应，得到了一些有价值的结论。文中给出的公式和结构芜湖桥桁梁结合梁设计参考。     

考虑钢-混凝土滑移效应的下承式钢桁结合梁受力特性研究

对下承式64 m双线钢桁结合梁,考虑钢梁与混凝土板之间的滑移,采用空间梁、板壳单元建立有限元计算模型,钢梁与混凝土板间的连接根据剪力钉刚度,采用弹性连接模拟,通过二期恒载、混凝土桥面板收缩徐变工况的计算分析,研究下承式钢桁结合梁受力特性。计算结果表明,下承式钢桁结合梁中由于混凝土板与主桁下弦杆共同作用承受纵向拉力,钢梁与混凝土板之间的滑移对桥梁结构内力影响较大,设计计算时不适合采用钢梁与混凝土板刚接或换算截面法,建议根据剪力钉刚度钢梁与混凝土板之间采用弹性连接模拟,不同荷载工况可按结构受力对剪力钉刚度进行适当调整。     

配筋钢丝网混凝土T形梁抗弯承载力试验研究

通过时配筋钢丝网混凝土T形梁的抗弯承栽力试验,研究钢丝网混凝土T形梁正截面抗弯承载力的计算,并对影响钢丝网混凝土受弯构件抗弯性能的因素进行了分析.试验结果及研究表明,钢丝网能有效地提高混凝土受弯构件的抗裂性能和抗弯承载力.