开孔板连接件的静力和抗疲劳性能研究

发布时间：2017-10-04 08:19

  本文关键词：开孔板连接件的静力和抗疲劳性能研究

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【摘要】：钢-混凝土组合梁是由外露的钢梁截面或钢桁架截面与混凝土桥面板组合而成的整体结构。为了保证两种材料的力学特点得到充分的发挥,需要在钢梁和混凝土桥面板之间设置抗剪连接件。本文通过试验研究配合有限元仿真模拟手段对近些年新出现的抗剪连接件之一—开孔板连接件(简称PBL连接件)进行力学特性研究。试验分为两部分：PBL连接件的推出试验和PBL连接件的梁式试验。结合国家基金项目《基于疲劳累积损伤效应的钢-混凝土组合梁桥剩余力学性能研究》,制作了9个连接件推出试件,其中3个为静载试验,6个为疲劳试验；制作了4片配置PBL连接件的钢—混凝土组合试验梁,其中1片为静载试验,3片为疲劳试验。主要研究PBL连接件的静力学性能、疲劳破坏机理和疲劳加载后的剩余力学性能。试验结果表明：(1)PBL推出试件的静力破坏模式为：开孔板内混凝土挤碎,贯穿钢筋一侧屈服,另一侧剪断,并以钢筋剪断为破坏标志。同时,混凝土翼板出现较细的纵向裂缝,工字钢与混凝土翼板有明显的脱开现象。当PBL连接件破坏时,其滑移量通常能达到30mmm,说明延性较好。(2)PBL连接件具有较好的抗疲劳性能,在工程设计时可不做为重点考虑。同时,推出试件在循环加载后的剩余承载力出现退化,并与循环加载次数呈二次抛物线关系。(3)PBL试验梁的静力破坏模式为：底部钢梁屈服,跨中混凝土板顶面压碎,同时混凝土翼板顶部出现纵向裂缝。研究中,同时采用ABAQUS通用软件对PBL推出试件和梁式试件的静力加载过程进行模拟分析。采用实体单元对推出试件建立1/4模型,梁式试件建立1/2模型,施加对应的约束条件,建立对应的接触关系,网格划分时对重点部位进行了细化,用上述计算结果指导试验研究,并将两者的结果进行对比分析,验证了有限元计算结果的可靠性。此外,对PBL连接件进行了参数分析,研究了影响PBL连接件承载力的主要影响因素。
【关键词】：组合梁桥 PBL连接件 静力 疲劳 剩余力学性能 ABAQUS
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U441
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-19
• 1.1 概述9
• 1.2 连接件的分类9-10
• 1.3 国内外研究状况10-17
• 1.3.1 国外研究状况10-11
• 1.3.2 国内研究状况11-13
• 1.3.3 推出试件的构造要求13-17
• 1.4 本文的研究背景以及主要研究内容17
• 1.4.1 本文的研究背景17
• 1.4.2 主要研究内容17
• 1.5 技术路线17-19
• 第二章 PBL连接件抗剪性能及疲劳计算理论19-29
• 2.1 PBL连接件的抗剪性能19-23
• 2.1.1 PBL连接件的破坏形态19
• 2.1.2 PBL连接件抗剪承载力的主要影响因素19
• 2.1.3 PBL连接件的承载力计算公式19-23
• 2.2 PBL连接件的疲劳性能23-24
• 2.2.1 PBL连接件疲劳破坏形态和破坏机理23-24
• 2.2.2 PBL连接件循环加载后的剩余承载力24
• 2.3 疲劳分析的基本方法24-27
• 2.3.1 疲劳损伤机理24
• 2.3.2 疲劳累积损伤理论24-27
• 2.4 本章小结27-29
• 第三章 PBL连接件的推出试验研究29-51
• 3.1 试件设计与制作29-32
• 3.2 PBL连接件的静力学性能32-44
• 3.2.1 试件加载与测试32-35
• 3.2.2 材料试验35-37
• 3.2.3 试验结果分析37-44
• 3.3 PBL连接件的抗疲劳性能44-50
• 3.3.1 试件加载与测试44-46
• 3.3.2 试验结果分析46-50
• 3.4 本章小结50-51
• 第四章 PBL连接件的梁式试验研究51-69
• 4.1 试验的目的和意义51
• 4.2 试件梁的设计与制作51-53
• 4.3 PBL试验梁的静力学性能试验53-59
• 4.3.1 试件的加载与测试53-55
• 4.3.2 试验结果分析55-59
• 4.4 PBL试验梁的抗疲劳性能59-67
• 4.4.1 疲劳试件的加载与测试59
• 4.4.2 疲劳试验结果分析59-67
• 4.5 不同试件的对比分析67-68
• 4.5.1 两种试验方法的静力性能对比67-68
• 4.5.2 两种试验方法的疲劳性能对比68
• 4.6 本章小结68-69
• 第五章 非线性有限元模拟分析69-85
• 5.1 ABAQUS有限元软件的介绍69-74
• 5.1.1 ABAQUS有限元软件的简介69
• 5.1.2 单元的选取69-70
• 5.1.3 材料非线性与接触问题70-73
• 5.1.4 收敛条件73-74
• 5.2 基本建模方法74-78
• 5.2.1 本构关系的选取74-75
• 5.2.2 网格的划分75-76
• 5.2.3 接触关系76-77
• 5.2.4 边界条件77-78
• 5.3 计算结果与试验结果的对比78-80
• 5.3.1 荷载-滑移曲线78-79
• 5.3.2 应力与变形分析79-80
• 5.4 参数分析80-83
• 5.4.1 混凝土强度对抗剪承载力的影响81
• 5.4.2 贯穿钢筋强度对抗剪承载力的影响81-82
• 5.4.3 贯穿钢筋直径对抗剪承载力的影响82
• 5.4.4 底部承压对抗剪承载力的影响82-83
• 5.5 本章小结83-85
• 第六章 结论与展望85-87
• 6.1 研究结论85-86
• 6.2 展望86-87
• 致谢87-89
• 参考文献89-93
• 作者简介93

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 肖林;李小珍;卫星;强士中;;PBL剪力键的疲劳性能试验研究[J];土木工程学报;2015年07期

2 张宁;刘永健;刘士林;;单孔PBL剪力连接件疲劳性能试验研究[J];建筑结构学报;2014年03期

3 曹学亮;李法雄;雷俊卿;刘钱;刘大成;;基于ABAQUS的开孔板连接件抗剪承载力分析[J];公路交通科技;2013年11期

4 陈建兵;万水;尤元宝;;开孔波折板连接件破坏机理及承载力试验研究[J];建筑结构;2013年12期

5 赵晨;刘玉擎;;开孔板连接件抗剪承载力试验研究[J];工程力学;2012年12期

6 欧阳雯欣;王清远;石宵爽;谭莲飞;彭泽维;;PBL剪力连接件的疲劳试验与分析[J];浙江大学学报(工学版);2012年06期

7 石宵爽;王清远;欧阳雯欣;陈宜言;;PBL剪力连接件粘结滑移性能的静载推出试验研究[J];工程力学;2012年01期

8 杨勇;霍旭东;薛建阳;周丕健;聂建国;;钢板-混凝土组合桥面板疲劳性能试验研究[J];工程力学;2011年08期

9 许燕;王仪;刘平;;开孔钢板连接件承载力计算公式研究[J];四川建筑科学研究;2010年05期

10 许燕;曹大富;王仪;刘平;;开孔钢板连接件承载力试验研究[J];特种结构;2010年05期

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本文编号：969597