栓钉连接件极限承载力及剪切刚度的试验

探讨了型钢表面的栓钉与外包高强高性能混凝土之间的受力特性,基于既有的试验结果和理论计算,分析了栓钉的荷载—滑移曲线规律,研究了栓钉在三维有限元模拟中的影响因素,给出了三维受力状态下栓钉的刚度方程,建立了数值分析中每个方向的荷载—变形曲线。

分析了影响冷弯型钢立柱组合墙体抗剪承载力的主要因素是自攻螺钉连接件抗剪承载力,介绍了日本等其他国家规范中的计算方法,以及影响连接件承载力的因素,为我国进行相关研究提供参考依据。

在分析国内外钢-混凝土组合梁各种剪切连接件工作机理及栓钉连接件受力性能的基础上,着重阐述了组合梁中栓钉连接件的承载力计算方法,并用最小二乘法拟合出适用于钢-轻骨料混凝土组合梁栓钉承载力计算公式.

在着重阐述了国内外钢—混凝土组合梁栓钉连接件承载力计算方法的基础上,利用最小二乘法拟合出适用于钢—轻骨料混凝土组合梁栓钉承载力计算公式。并运用有限元软件ansys对栓钉连接件进行仿真分析,为实际工程计算提供承载力计算依据。

为明确剪力钉单钉连接件抗剪承载力的合理计算方式,根据已有单钉推出试验对有限元方法进行验证后,运用该方法对几种常用的剪力钉单钉连接件抗剪承载力公式进行了对比分析,并得出合理计算公式。

桥塔钢-混结合段剪力连接件承载力试验研究——为确保斜拉桥桥塔钢一混结合段连接的安全可靠，应选择合适的剪力连接件。结合连岛工程跨海斜拉桥索塔锚固区的设计，比较不同极限承载力公式的差异。对栓钉连接件进行模型试验研究，试验得到栓钉的荷载～滑移量曲线...

以钢-混凝土组合梁中普遍采用的栓钉剪力连接件为研究对象,针对普通单钉头栓钉连接件存在根部相对薄弱、抗剪能力较差、连接容易过早失效的缺点,提出了一种新型双钉头型栓钉剪力连接件形式,并进行了推出试验有限元模拟分析,在此基础上讨论了影响新型栓钉连接件抗剪承载力的主要因素,最后结合有关规范公式提出了设计建议。研究表明:新型双钉头型栓钉提高了连接件的抗剪极限承载力(与传统栓钉相比,承载力可提高约10%),减小了钢梁与混凝土板的相对滑移,提高了二者的共同工作能力。下钉头直径是影响新型栓钉连接件抗剪性能的主要因素,工程应用时可取栓钉下钉头直径为其杆身直径的1.2~1.3倍,此时连接件极限承载力较高,抗剪工作性能亦较好。当按照我国现行钢结构规范设计采用新型栓钉连接件的钢-混凝土组合梁时,可对单个栓钉连接件的抗剪承载力计算值乘以1.3增大系数。与采用传统栓钉的组合梁相比,采用新型栓钉的钢-混凝土组合梁初期刚度与前者基本相同,但后期会有约12%~20%的明显提高。由于新型栓钉的滑移较小,使混凝土板和钢梁共同工作效果提高。

基于10个栓钉连接件在单调荷载下的推出试验,对高性能混凝土中栓钉的破坏形态、抗剪承载力、荷载-滑移关系、变形能力等进行了研究,重点分析了混凝土类型、栓钉直径等参数对栓钉抗剪性能的影响。结果表明:栓钉在高性能混凝土中的抗剪承载力与在普通混凝土中相近;栓钉具有较好的抗剪延性与变形能力;栓钉在高性能混凝土和普通混凝土中均出现了明显的刚度退化特性,且二者的退化程度相当;栓钉焊接不宜采用普通围焊工艺。最后,在试验的基础上,初步提出了高性能混凝土中栓钉抗剪承载力的设计建议。

以71m+110m+71m三跨连续钢-混凝土组合箱形梁桥为工程背景,采用足尺模型推出试验方法研究了高强砂浆填充群钉连接件的抗剪承载力和荷载滑移曲线。共制作了7个c65砂浆填充剪力连接件试件,其中4个为单排标准推出试件,另外3个为20根22×200的群钉试件。比较了单排钉和群钉连接件的抗剪承载力和荷载滑移曲线,推荐了相应的经验公式,并且讨论了公式的适用性。

建立一个有效的数值分析模型,模拟槽钢剪力连接件的性能。重点研究单调加载下槽钢剪力连接件的抗剪能力。通过试验数据证实模型是有效的,引用加拿大设计规范can/csa-s16-2001和gb50017-2003《钢结构设计规范》中给出的公式进行对比。利用该非线性模型进行的研究表明:混凝土强度、槽钢腹板和翼缘厚度、槽钢高度以及槽钢的长度对槽钢剪力连接件的承载力有较大影响,混凝土块高度的影响较小。

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。

钢—混凝土组合梁抗剪连接件承载力计算研究——介绍了钢一混凝土组合梁中常见剪力连接件的分类，讲述和分析了目前国内外钢一混凝土组合梁各种剪力连接件的结构特点，特别重点介绍了本模型试验剪力连接件个数的计算，以期指导工程实践。　　

对拉林铁路扎绕特大桥进行桩基承载力试验.运用自平衡法测试桩基极限承载力,测出桩基极限侧摩阻力以及极限端阻力.根据试验结果,结合地勘资料与设计资料,对桩长与桩径进行优化设计.通过现场试验,获得该卵石地区极限侧摩阻力和极限端阻力,以供该地区其他工程借鉴使用.

研究了主管规格为219×6的、有负偏心作用的1/4加肋钢管插板连接的极限承载力,同时借助有限元法分析了常用主管径厚比下不同长径比、不同负偏心距以及定长径比时主管直径、厚度以及节点板长度等参数对主管极限承载力的影响,在此基础上提出了此类节点极限承载力计算的建议公式.结果表明:在常用的主管径厚比下,负偏心对长径比大于30的主管的承载力是不利的,对长径比小于30的主管的承载力是有利的,这主要是由于长径比大于30时主管整体失稳先于局部屈曲,而长径比小于30时主管局部屈曲起主要控制作用;主管直径、厚度以及节点板长度对承载力影响明显;所得出的建议公式具有一定的适用性.

在钢—混凝土组合梁的简化计算中,钢与混凝土间栓钉的剪切刚度是一个重要的参量,其刚度的确定方法已写入设计规范,但钢与高强混凝土组合梁剪切刚度的确定方法还是一个正在探索的问题。采用弹性理论的计算方法,首先假定栓钉剪切刚度系数,然后把计算结果与试验值进行比较,最后采用最小二乘法拟合曲线,确定出一个合适的剪切刚度计算方法,为设计和施工提供刚度计算依据。

桥梁基桩竖向极限承载力试验研究——为确定基桩的竖向扳限承载力，设计了一种新颖的竖向静载试验系统，其加载体系具有结构轻巧、制做安装方便、受力合理、稳定性好的优点，较好地解决了静载试验加载的困难；介绍了采用逆斜率法与指数方程寻优分析法由试验p-s曲...

在顶底角钢连接的三参数幂函数模型中,求解初始刚度的传统方法是将顶角钢假定为悬臂梁模型,但这一假定与试验及有限元分析结果有出入。根据顶底角钢连接破坏时的塑性铰分布规律,提出了符合顶角钢实际受力状态和变形特征的刚架模型,并推导了顶底角钢连接初始刚度和极限承载力的解析表达式。

针对钢混凝土组合梁抗剪连接件中的弯筋连接件开展研究,比较了目前各国规范中的弯筋连接件形式及其抗剪承载力计算公式。分析了近年才开始用于实际工程中的蛇形弯筋连接件的特点及构造,并在此基础上提出蛇形弯筋连接件的抗剪承载力计算公式,以供工程设计参考。

根据顶底翼缘角钢半刚性连接的受力特性、变形特点和破坏形态,对顶底翼缘角钢半刚性连接的初始刚度和极限承载力进行了研究。利用组件法和最小值法对顶底翼缘角钢半刚性连接的初始刚度和极限承载力进行了理论推导,得到了解析表达式和拟合公式,并与试验数据进行了对比分析。研究结果表明:所提出的拟合表达式能够较为准确地计算出顶底翼缘角钢半刚性连接的初始刚度和极限承载力,且与试验数据吻合较好,为此类半刚性连接的实用计算方法创造了条件。

为了解焊接工字钢梁的承载力极限状态,采用有限元法对焊接工字钢梁腹板在剪力、弯矩、局部压力单独作用和联合作用下的极限承载力进行了计算,并进行了19根试件的试验研究.结果表明:高厚比较大的腹板具有很高的屈曲后强度,腹板的高厚比和横向加劲肋的间距是影响腹板抗剪极限承载力的主要因素;在腹板高厚比满足一定限值时,受弯腹板的屈曲对梁的抗弯极限承载力几乎没有影响;弯剪共同作用的腹板,当弯矩小于翼缘所能承受的弯矩时,弯矩对抗剪极限承载力的影响不大,破坏形式仍为腹板的剪切屈曲破坏.建议实际工程中利用腹板屈曲后强度时腹板高厚比限值为250,横向加劲肋的间距为(0.8～1.5)h0.

为了研究高强钢中厚板焊接箱形柱的极限承载力,以11mm厚国产q460高强钢中厚板制作了7个焊接箱形柱进行轴心受压试验。试件共包含宽厚比8、12、18三种截面,长细比分别为35、50、70。根据试件的实测尺寸、钢材的力学性能建立有限元模型,以初始缺陷的形式考虑了试件的初始挠度、初始偏心及焊接残余应力,分析预测了试件的极限承载力。试验结果表明,高强钢焊接箱形柱稳定系数采用gb50017—2003《钢结构设计规范》中的c类截面柱子曲线偏保守,试验结果平均曲线更接近b类截面曲线,但仍需进一步验证。分析结果表明,考虑了初始缺陷的有限元模型可准确预测柱的极限承载力,可以作为试验数据的补充。

通过某特高压输电线路塔架结构中典型的单角钢螺栓连接节点的足尺试验,对节点板的受压性能、破坏形式及极限承载力进行了研究。利用有限元程序ansys建立合理的有限元模型模拟节点板的受力性能,并与试验结果进行了对比分析。将试验及有限元模拟结果与现行国内外钢结构规范关于节点板受压承载力计算公式的计算值进行了比较,验证了现行规范公式对于该类单角钢连接节点板受压承载能力计算的适用性。