钢—混凝土—钢夹芯组合梁板构件受剪性能研究
发布时间：2022-01-23 01:26
目前桥梁防护栏使用最多的是钢筋混凝土护栏和梁柱式护栏。钢筋混凝土护栏刚度很大,在车辆等冲击作用下通常发生层裂和剥落破坏,缓冲车辆动能的能力小,混凝土碎片飞溅造成巨大的安全隐患。梁柱式护栏由多个平行钢管组成,防护等级低,不足以抵抗车辆撞击。本文提出双层钢-混凝土-钢（Steel-concrete-Steel:SCS）夹芯组合结构能充分利用钢材优越的抗拉性能和混凝土的抗压性能,可以延缓混凝土受拉破坏的时间,既能保证结构刚度足够,也能依靠钢板的张拉薄膜效应承受更大变形,耗散大部分冲击能量,但目前对SCS夹芯组合结构的受力机理研究较少,没有形成统一的理论和设计方法。通过试验和理论方法,本文针对提出的SCS夹芯组合梁和组合板构件进行了静力集中荷载下的受力机理研究。具体内容如下:（1）对SCS夹芯组合梁（二维受力）的抗剪性能展开试验研究。分析剪跨比、含钢率、剪力连接件间距和类型对SCS夹芯组合梁的破坏模式和抗剪性能的影响,并揭示其考虑界面滑移效应影响下的破坏机理。试验结果表明:界面滑移对组合梁的破坏模式影响很大,降低其抗剪强度;通过减小剪力连接件的间距使钢板与混凝土组合度ηb增大,增强了两者间的组...
【文章来源】：深圳大学广东省
【文章页数】：108 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1.1双层钢-ULCC混凝土-钢夹芯组合板示意图
钢-混凝土-钢夹芯组合梁板构件受剪性能研究3合梁在剪切荷载作用下存在四种破坏模式：底部钢板弯曲屈服、横向系杆的剪切、横向系杆的拉伸、混凝土的剪切，其中底部钢板弯曲屈服具有良好的延性；而且横向系杆能同时抵抗纵向剪力和横向剪力。2008年Foundouko等人[17]对连接件采用横向系杆的SCS夹芯组合梁采用有限元数值分析其抗剪性能，研究表明分析结果与试验结果吻合较好，并将其应用于SCS夹芯组合梁横向抗剪承载力的参数化研究。2008年聂建国等人[18]对8根钢板-混凝土组合梁进行试验研究和承载力分析，变化参数包括钢板厚度、剪力连接程度、剪跨比。试验表明合理布置栓钉可以使钢板与混凝土共同工作，沿梁长方向的钢板应变呈线性变化。2009年Liew等人[19]提出一种新型J-钩剪力连接件，通过推出试验证实J-钩剪力钉剪力传递性能优于重叠单头栓钉。并对SCS夹芯组合梁进行静力集中试验，控制变量有剪力钉直径、剪力钉间距、混凝土强度。试验表明夹芯梁应配有足够的剪力钉并建议剪力钉间距应至少等于芯材厚度，以延缓混凝土开裂。2012年Sohel和Liew等人[20]分别对带有J-钩剪力钉、重叠单头栓钉的SCS夹芯组合梁进行受弯试验。试验表明焊有J-钩剪力钉的组合梁具有与焊接重叠单头栓钉的组合梁相接近的刚度和承载力，并且具有较高的延性，如图1.2所示；同时表明J-钩剪力钉不仅可以抵抗纵向剪力保证钢板与混凝土的共同工作，而且可以连接上下钢板抵抗横向剪力，有效阻止剪跨区内混凝土开裂。(a)J-钩剪力钉(b)重叠单头栓钉(c)SCS夹芯组合梁荷载-挠度曲线图1.2两种剪力钉的性能比较[20]2014年冷予冰等人[21]进行8根SCS夹芯组合梁的三点静力荷载试验研究，由单头栓钉和槽钢作为剪力连接件，改变的参数有剪跨比(λ=1.0-5.5)，槽钢的间距。试验梁的
钢-混凝土-钢夹芯组合梁板构件受剪性能研究3合梁在剪切荷载作用下存在四种破坏模式：底部钢板弯曲屈服、横向系杆的剪切、横向系杆的拉伸、混凝土的剪切，其中底部钢板弯曲屈服具有良好的延性；而且横向系杆能同时抵抗纵向剪力和横向剪力。2008年Foundouko等人[17]对连接件采用横向系杆的SCS夹芯组合梁采用有限元数值分析其抗剪性能，研究表明分析结果与试验结果吻合较好，并将其应用于SCS夹芯组合梁横向抗剪承载力的参数化研究。2008年聂建国等人[18]对8根钢板-混凝土组合梁进行试验研究和承载力分析，变化参数包括钢板厚度、剪力连接程度、剪跨比。试验表明合理布置栓钉可以使钢板与混凝土共同工作，沿梁长方向的钢板应变呈线性变化。2009年Liew等人[19]提出一种新型J-钩剪力连接件，通过推出试验证实J-钩剪力钉剪力传递性能优于重叠单头栓钉。并对SCS夹芯组合梁进行静力集中试验，控制变量有剪力钉直径、剪力钉间距、混凝土强度。试验表明夹芯梁应配有足够的剪力钉并建议剪力钉间距应至少等于芯材厚度，以延缓混凝土开裂。2012年Sohel和Liew等人[20]分别对带有J-钩剪力钉、重叠单头栓钉的SCS夹芯组合梁进行受弯试验。试验表明焊有J-钩剪力钉的组合梁具有与焊接重叠单头栓钉的组合梁相接近的刚度和承载力，并且具有较高的延性，如图1.2所示；同时表明J-钩剪力钉不仅可以抵抗纵向剪力保证钢板与混凝土的共同工作，而且可以连接上下钢板抵抗横向剪力，有效阻止剪跨区内混凝土开裂。(a)J-钩剪力钉(b)重叠单头栓钉(c)SCS夹芯组合梁荷载-挠度曲线图1.2两种剪力钉的性能比较[20]2014年冷予冰等人[21]进行8根SCS夹芯组合梁的三点静力荷载试验研究，由单头栓钉和槽钢作为剪力连接件，改变的参数有剪跨比(λ=1.0-5.5)，槽钢的间距。试验梁的
【参考文献】：
期刊论文
[1]钢-混凝土组合结构在海洋工程中的应用研究（英文）[J]. 聂建国. 钢结构(中英文). 2020(01)
[2]从汽车坠桥谈桥面安全防护[J]. 张点石,刘永棵,赵刚. 工程质量. 2019(09)
[3]对金属材料室温拉伸试验方法标准GB/T 228.1-2010及ISO 6892-1:2016的修订建议[J]. 李和平. 理化检验(物理分册). 2018(09)
[4]钢板混凝土复合梁在爆炸荷载作用下的损伤评估研究[J]. 田志敏,章峻豪,江世永. 振动与冲击. 2016(04)
[5]钢筋混凝土梁抗冲击性能和设计方法研究[J]. 赵德博,易伟建. 振动与冲击. 2015(11)
[6]爆炸冲击波作用下钢板-混凝土组合结构受力性能分析[J]. 姜鹏飞,叶琳,伍俊. 武汉理工大学学报. 2013(05)
[7]爆炸冲击载荷作用下双层钢板混凝土板与钢筋混凝土板动态响应对比研究[J]. 彭先泽,杨军,李顺波,陈大勇. 防灾科技学院学报. 2012(03)
[8]装配式复合墙结构抗爆性能试验[J]. 李文培,宋春明,王子甲,许宏发,王明洋. 解放军理工大学学报(自然科学版). 2012(01)
[9]双钢板-混凝土组合剪力墙研究新进展[J]. 聂建国,陶慕轩,樊健生,卜凡民,胡红松,马晓伟,李盛勇,刘付钧. 建筑结构. 2011(12)
[10]钢板-混凝土组合简支梁的试验研究[J]. 聂建国,赵洁. 土木工程学报. 2008(12)
博士论文
[1]冲击和快速加载作用下钢筋混凝土梁柱构件性能试验与数值模拟研究[D]. 曾翔.湖南大学 2014
本文编号：3603311
【文章来源】：深圳大学广东省
【文章页数】：108 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1.1双层钢-ULCC混凝土-钢夹芯组合板示意图
钢-混凝土-钢夹芯组合梁板构件受剪性能研究3合梁在剪切荷载作用下存在四种破坏模式：底部钢板弯曲屈服、横向系杆的剪切、横向系杆的拉伸、混凝土的剪切，其中底部钢板弯曲屈服具有良好的延性；而且横向系杆能同时抵抗纵向剪力和横向剪力。2008年Foundouko等人[17]对连接件采用横向系杆的SCS夹芯组合梁采用有限元数值分析其抗剪性能，研究表明分析结果与试验结果吻合较好，并将其应用于SCS夹芯组合梁横向抗剪承载力的参数化研究。2008年聂建国等人[18]对8根钢板-混凝土组合梁进行试验研究和承载力分析，变化参数包括钢板厚度、剪力连接程度、剪跨比。试验表明合理布置栓钉可以使钢板与混凝土共同工作，沿梁长方向的钢板应变呈线性变化。2009年Liew等人[19]提出一种新型J-钩剪力连接件，通过推出试验证实J-钩剪力钉剪力传递性能优于重叠单头栓钉。并对SCS夹芯组合梁进行静力集中试验，控制变量有剪力钉直径、剪力钉间距、混凝土强度。试验表明夹芯梁应配有足够的剪力钉并建议剪力钉间距应至少等于芯材厚度，以延缓混凝土开裂。2012年Sohel和Liew等人[20]分别对带有J-钩剪力钉、重叠单头栓钉的SCS夹芯组合梁进行受弯试验。试验表明焊有J-钩剪力钉的组合梁具有与焊接重叠单头栓钉的组合梁相接近的刚度和承载力，并且具有较高的延性，如图1.2所示；同时表明J-钩剪力钉不仅可以抵抗纵向剪力保证钢板与混凝土的共同工作，而且可以连接上下钢板抵抗横向剪力，有效阻止剪跨区内混凝土开裂。(a)J-钩剪力钉(b)重叠单头栓钉(c)SCS夹芯组合梁荷载-挠度曲线图1.2两种剪力钉的性能比较[20]2014年冷予冰等人[21]进行8根SCS夹芯组合梁的三点静力荷载试验研究，由单头栓钉和槽钢作为剪力连接件，改变的参数有剪跨比(λ=1.0-5.5)，槽钢的间距。试验梁的
钢-混凝土-钢夹芯组合梁板构件受剪性能研究3合梁在剪切荷载作用下存在四种破坏模式：底部钢板弯曲屈服、横向系杆的剪切、横向系杆的拉伸、混凝土的剪切，其中底部钢板弯曲屈服具有良好的延性；而且横向系杆能同时抵抗纵向剪力和横向剪力。2008年Foundouko等人[17]对连接件采用横向系杆的SCS夹芯组合梁采用有限元数值分析其抗剪性能，研究表明分析结果与试验结果吻合较好，并将其应用于SCS夹芯组合梁横向抗剪承载力的参数化研究。2008年聂建国等人[18]对8根钢板-混凝土组合梁进行试验研究和承载力分析，变化参数包括钢板厚度、剪力连接程度、剪跨比。试验表明合理布置栓钉可以使钢板与混凝土共同工作，沿梁长方向的钢板应变呈线性变化。2009年Liew等人[19]提出一种新型J-钩剪力连接件，通过推出试验证实J-钩剪力钉剪力传递性能优于重叠单头栓钉。并对SCS夹芯组合梁进行静力集中试验，控制变量有剪力钉直径、剪力钉间距、混凝土强度。试验表明夹芯梁应配有足够的剪力钉并建议剪力钉间距应至少等于芯材厚度，以延缓混凝土开裂。2012年Sohel和Liew等人[20]分别对带有J-钩剪力钉、重叠单头栓钉的SCS夹芯组合梁进行受弯试验。试验表明焊有J-钩剪力钉的组合梁具有与焊接重叠单头栓钉的组合梁相接近的刚度和承载力，并且具有较高的延性，如图1.2所示；同时表明J-钩剪力钉不仅可以抵抗纵向剪力保证钢板与混凝土的共同工作，而且可以连接上下钢板抵抗横向剪力，有效阻止剪跨区内混凝土开裂。(a)J-钩剪力钉(b)重叠单头栓钉(c)SCS夹芯组合梁荷载-挠度曲线图1.2两种剪力钉的性能比较[20]2014年冷予冰等人[21]进行8根SCS夹芯组合梁的三点静力荷载试验研究，由单头栓钉和槽钢作为剪力连接件，改变的参数有剪跨比(λ=1.0-5.5)，槽钢的间距。试验梁的
【参考文献】：
期刊论文
[1]钢-混凝土组合结构在海洋工程中的应用研究（英文）[J]. 聂建国. 钢结构(中英文). 2020(01)
[2]从汽车坠桥谈桥面安全防护[J]. 张点石,刘永棵,赵刚. 工程质量. 2019(09)
[3]对金属材料室温拉伸试验方法标准GB/T 228.1-2010及ISO 6892-1:2016的修订建议[J]. 李和平. 理化检验(物理分册). 2018(09)
[4]钢板混凝土复合梁在爆炸荷载作用下的损伤评估研究[J]. 田志敏,章峻豪,江世永. 振动与冲击. 2016(04)
[5]钢筋混凝土梁抗冲击性能和设计方法研究[J]. 赵德博,易伟建. 振动与冲击. 2015(11)
[6]爆炸冲击波作用下钢板-混凝土组合结构受力性能分析[J]. 姜鹏飞,叶琳,伍俊. 武汉理工大学学报. 2013(05)
[7]爆炸冲击载荷作用下双层钢板混凝土板与钢筋混凝土板动态响应对比研究[J]. 彭先泽,杨军,李顺波,陈大勇. 防灾科技学院学报. 2012(03)
[8]装配式复合墙结构抗爆性能试验[J]. 李文培,宋春明,王子甲,许宏发,王明洋. 解放军理工大学学报(自然科学版). 2012(01)
[9]双钢板-混凝土组合剪力墙研究新进展[J]. 聂建国,陶慕轩,樊健生,卜凡民,胡红松,马晓伟,李盛勇,刘付钧. 建筑结构. 2011(12)
[10]钢板-混凝土组合简支梁的试验研究[J]. 聂建国,赵洁. 土木工程学报. 2008(12)
博士论文
[1]冲击和快速加载作用下钢筋混凝土梁柱构件性能试验与数值模拟研究[D]. 曾翔.湖南大学 2014
本文编号：3603311
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