【摘 要】
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以螺栓作为抗剪连接件的钢-混凝土组合梁具有施工质量好、工期短和可拆卸的优点。在以往研究的基础上,本文提出了一种新型U形螺栓抗剪连接件。为了全面地了解U形螺栓抗剪连接件的力学性能,有必要对这种连接件的抗剪承载力、荷载-滑移曲线、刚度以及受力机理进行研究,从而为该类抗剪连接件的设计提供理论依据。本文的研究内容主要包括以下几个部分:(1)共设计了17个采用高强U形螺栓抗剪连接件的推出试件,变化的参数包括
【基金项目】
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福州市科技计划项目“装配式钢管混凝土柱-钢梁节点的力学性能研究”(2017-G-101);
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以螺栓作为抗剪连接件的钢-混凝土组合梁具有施工质量好、工期短和可拆卸的优点。在以往研究的基础上,本文提出了一种新型U形螺栓抗剪连接件。为了全面地了解U形螺栓抗剪连接件的力学性能,有必要对这种连接件的抗剪承载力、荷载-滑移曲线、刚度以及受力机理进行研究,从而为该类抗剪连接件的设计提供理论依据。本文的研究内容主要包括以下几个部分:(1)共设计了17个采用高强U形螺栓抗剪连接件的推出试件,变化的参数包括:螺栓直径、混凝土板预留孔径、螺杆间距、锚固深度以及混凝土板厚度。试验表明:长径比较大的螺栓发生剪切破坏,原因是长径比越大螺栓的锚固效果越好,反之易发生混凝土被拔出的破坏模态;增大螺栓直径可以提高试件的抗剪承载力、特征滑移和抗剪刚度;混凝土板的预留孔径以及混凝土板厚对试件抗剪承载力影响不大,合理的混凝土板预留孔径能够便于试件的拼装,板厚越小混凝土越容易开裂;螺杆跨度过小会影响各螺杆传力的稳定性,导致试件提前发生破坏。(2)采用有限元软件ABAQUS对推出试件的试验结果进行数值模拟,选择合适的材料本构模型、接触关系和边界条件,并基于试验结果标定高强U形螺栓抗剪连接件的剪切损伤参数,有限元模拟结果与试验结果吻合较好。基于该模型分析高强U形螺栓抗剪连接件的传力机理和破坏机理,分析各组件间的接触应力和各组件应力的分布规律和发展规律。(3)基于有限元模型分析螺栓长径比、螺栓预紧力、混凝土强度、灌浆料强度、施工误差等参数对该类高强U形螺栓抗剪连接件抗剪性能的影响规律。基于试验结果和理论分析的结果,建议U形螺栓抗剪连接件抗剪承载力和特征滑移量的简化计算式和简化荷载-滑移模型,简化计算结果与试验曲线吻合较好。
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