钢箱—砼结构多排PBH剪力键传力机制试验研究

作     者：何骏 

作者单位：重庆交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：范亮

授予年度：2015年

学科分类：08[工学] 081402[工学-结构工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

主      题：PBH 多排 剪力键 传力机制 试验研究 

摘      要：钢箱-混凝土组合结构是近年发展出来的一种新型钢-混凝土组合结构形式。剪力连接件是钢结构和混凝土共同工作的关键构件,其性能决定了钢箱和混凝土能否结合成共同受力的有机整体。研究表明,PBH剪力连接件是钢箱-轮组合结构剪力联结构件的合适选择[1]。由于多排PBH剪力连接件中各排剪力键荷载分配的不均匀性问题不容忽视,在国家自然科学基金项目“钢箱-轮组合结构PBH剪力连接件的传力机制与疲劳性能研究(51308571)的资助下,通过推出试验和有限元分析,对多排PBH剪力连接件的工作性能、承载力及传力机制进行研究,主要完成了以下七个方面的工作:①多排PBH剪力连接件的推出试验研究:以多排PBH剪力键的排数及间距为控制参数,进行3个组别8个试件的推出试验研究;基于试验现象,对多排PBH剪力键的破坏模式进行描述和总结。②多排PBH剪力连接件全过程荷载-滑移曲线研究:基于试验得到的多排PBH剪力键全过程荷载-滑移曲线,总结PBH剪力键各个工作阶段特点,分析排数及界面粘结长度对全过程力学行文的影响。③多排PBH剪力连接件承载力研究:基于试验结果及参数影响规律对多排PBH剪力键弹性刚度、弹性承载力及极限承载力进行了研究,并在单排剪力连接件承载力计算方法的基础上提出了多排时的承载力计算方法。④多排PBH剪力键沿剪力方向界面滑移分布规律研究:基于试验实测的荷载-滑移曲线,分析不同荷载加载阶段下沿剪力方向的界面滑移分布特征,对各排剪力键滑移传递规律进行研究。⑤多排PBH剪力键有限元模型精细模拟方法研究:基于结果准确度以及计算效率两方面考虑,建立了合理的界面接触和混凝土损伤本构模型等参数设置,建立了可精确模拟实验加载全过程的多排PBH推出模拟有限元模型。⑥多排PBH剪力连接件有限元分析:基于数值模拟分析结果,研究PBH连接件中界面效应、混凝土损伤和钢筋的应力变化过程,探索PBH中不同位置、不同材料及构件在受力全过程中的力学行为表现。⑦多排PBH剪力连接件传力机制研究:在试验研究和数值模拟分析结果的基础上,开展了钢-混凝土界面效应、混凝土损伤全过程及贯穿钢筋受力等全过程分析,分析了多排PBH剪力键的传力机制。