钢-混凝土叠合梁剪力连接件冻融循环的劣化研究

作     者：姚晓超 

作者单位：西北农林科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张宁

授予年度：2019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：栓钉连接件 冻融循环 推出试验 抗剪承载力 抗剪刚度 

摘      要：我国西北地区由于地形地貌的多重原因,导致昼夜温差非常大,致使冻融循环现象普遍存在。冻融循环对桥梁造成的损害甚至会超过各种累计荷载对其造成的损害,严重影响了混凝土建筑物的耐久性和日常运行。栓钉连接件由于强度高、延性好以及易于施工等优点,已经成为叠合梁界面最常用的一种剪力连接件。目前对栓钉连接件在冻融循环作用下的研究较少,而冻融循环对栓钉连接件的破坏非常严重而又不可忽视,因此研究栓钉连接件在冻融循环作用下的受力性能非常有必要。本文进行了21个栓钉连接件冻融试验,研究了栓钉连接件在不同冻融循环次数下(0、50、100、150)的损伤情况,同时对栓钉连接件混凝土的质量损失率、动弹性模量以及抗压强度进行了测定。通过冻融后的栓钉连接件的推出试验,得到栓钉连接件的承载力时程曲线。对试件承载力时程曲线进行分析研究,推导了栓钉连接件抗剪承载力受栓钉直径和冻融循环次数影响的计算表达式。主要研究内容包括:(1)研究了栓钉连接件试件质量损失率、动弹性模量以及抗压强度随冻融循环次数变化情况,测量了冻融循环后栓钉连接件损伤情况。(2)进行了冻融循环作用后栓钉连接件的推出试验,测定了栓钉连接件裂缝破坏情况以及试件的破坏模式,得到了冻融后栓钉连接件的典型承载力时程曲线。对不同栓钉直径和冻融循环次数下栓钉连接件承载力进行拟合,提出了栓钉连接件抗剪承载力受栓钉直径和冻融循环次数影响的计算表达式。(3)研究了栓钉连接件抗剪刚度随冻融循环次数变化规律,分析了栓钉连接件刚度衰减与冻融循环作用之间的关系。基于栓钉连接件荷载滑移曲线,得到了不同直径栓钉连接件抗剪承载力随冻融循环次数的变化规律。(4)考虑叠合梁界面滑移,推导了叠合梁的挠度、界面剪力及滑移的解析公式,结合本文的试验结果和解析公式,计算了叠合梁在不同冻融循环次数下的跨中挠度以及端部滑移。