复杂应力条件下快速施工钢-混组合梁群钉推出试件参数分析
本文关键词: 桥梁工程 群钉连接件 有限元 推出试件 快速施工钢-混组合结构 出处:《中国公路学报》2017年03期 论文类型:期刊论文
【摘要】:为了研究快速施工钢-混组合结构中群钉剪力连接件在复杂应力条件下的受力特性,探讨焊钉尺寸和不同应力条件对群钉推出试件受力特性的影响,基于混凝土和焊钉损伤塑性模型,考虑结构非线性行为,采用数值有限元法对设计的5组不同参数的群钉推出试件进行数值模拟及分析。在此基础上,进一步分析了不同横弯力和预压应力对焊钉周围的混凝土性能和焊钉失效模式的影响。结果表明:横弯力和预压应力对焊钉的滑移影响较小,但对焊钉的抗剪承载能力和抗剪刚度影响较大;增大横弯力和预压应力,焊钉的抗剪承载力最多可提高31%,抗剪刚度最多可提高61%;焊钉高度大于其直径的4倍时,其高度变化对群钉中焊钉的平均抗剪承载能力和抗剪刚度影响不大;基于混凝土和焊钉损伤塑性模型的有限元建模方法可以较好地用于钢-混组合结构群钉力学行为的参数分析;横向预应力的施加,能够有效改善群钉周围混凝土的性能,提高群钉剪力连接件的刚度和钢-混组合结构耐久性,为群钉在快速施工钢-混组合结构桥梁中的应用提供新的技术选择。
[Abstract]:In order to study the mechanical characteristics of group nail shear connection in steel-concrete composite structure with rapid construction under complex stress conditions, the effects of the size of welded nail and different stress conditions on the mechanical characteristics of group nail pushing out specimen were discussed. Based on the damage plastic model of concrete and welded nail and considering the nonlinear behavior of the structure, the numerical simulation and analysis of five groups of group nails with different parameters were carried out by numerical finite element method. The influence of different transverse bending force and preloading stress on the properties of concrete around the nail and the failure mode of the welded nail are analyzed. The results show that the lateral bending force and preloading stress have little effect on the slip of the welded nail. However, the shear bearing capacity and shear stiffness of the welded nails are greatly affected. With the increase of transverse bending force and preloading stress, the shear bearing capacity of welded nail can be increased by 31%, and the shear stiffness can be increased by 61%. When the height of the welded nail is 4 times of its diameter, the change of its height has little effect on the average shear bearing capacity and shear stiffness of the welded nail in the group nail. The finite element modeling method based on the damage plastic model of concrete and welded nail can be used to analyze the mechanical behavior of steel / concrete composite structure. The application of transverse prestress can effectively improve the performance of concrete around the group nail, improve the stiffness of the group nail shear joint and the durability of the steel-concrete composite structure. It provides a new technical choice for the application of group nails in the rapid construction of steel-concrete composite structure bridge.
【作者单位】: 浙江大学建筑工程学院;浙江大学唐仲英传感材料及应用研究中心;
【基金】:国家自然科学基金项目(51541810) 唐仲英基金会资助项目
【分类号】:U441
【正文快照】: 0引言钢-混组合结构由于能更充分发挥混凝土和钢材的特性,特别适合于中等跨径桥梁及快速施工桥梁。传统的钢-混组合结构桥梁中,一般使用的是均布栓钉和工字形钢板梁,而快速施工钢-混凝土组合桥则一般采用群钉和高性能混凝土进行快速联接,尤其以小箱梁截面的多梁式钢-混组合结
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,本文编号:1441813
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