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基于断裂力学的组合梁栓钉疲劳性能

清华大学学报（自然科学版） 2009年第9期5卷 1467-1470页

作者：王宇航聂建国清华大学土木工程系结构与振动教育部重点实验室北京100084

为研究钢-混凝土组合梁中的栓钉在疲劳荷载作用下的强度及寿命等问题,在有限元静力分析的基础上,根据断裂力学的基本原理,采用合理的假设,推导出了组合梁栓钉的疲劳寿命计算公式。分析结果表明:初始缺陷和应力幅对栓钉的疲劳寿命影响最... 详细信息

为研究钢-混凝土组合梁中的栓钉在疲劳荷载作用下的强度及寿命等问题,在有限元静力分析的基础上,根据断裂力学的基本原理,采用合理的假设,推导出了组合梁栓钉的疲劳寿命计算公式。分析结果表明:初始缺陷和应力幅对栓钉的疲劳寿命影响最大,应力上限对栓钉疲劳寿命的影响较小。建议在实际工程中栓钉的应力幅控制在极限抗剪强度的20%以下,应力上限控制在极限抗剪强度的70%以下。

关键词：钢-混凝土组合梁栓钉疲劳断裂力学

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钢管混凝土内栓钉抗剪承载力试验研究

工程力学 2016年第2期33卷 66-73页

作者：陈宝春陈津凯福州大学土木工程学院福州福建350108

在钢管混凝土构件的钢管内壁上设置栓钉(内栓钉)可以加强钢管与核心混凝土的组合作用。以核心混凝土强度、栓钉直径和长度为主要参数进行了8个设置栓钉的钢管混凝土试件推出试验,并与1个不设置栓钉的钢管混凝土试件和4个设置栓钉的组合... 详细信息

在钢管混凝土构件的钢管内壁上设置栓钉(内栓钉)可以加强钢管与核心混凝土的组合作用。以核心混凝土强度、栓钉直径和长度为主要参数进行了8个设置栓钉的钢管混凝土试件推出试验,并与1个不设置栓钉的钢管混凝土试件和4个设置栓钉的组合梁试件进行对比。结果表明,钢管混凝土内栓钉试件的受力由弹性段、弹塑性段、荷载下降段和荷载残余段四个阶段组成。栓钉剪断破坏时荷载达到最大,混凝土未出现开裂和压碎现象,钢管应力也很小。有栓钉钢管混凝土试件的极限荷载为673.3 k N^1356.9 k N,远大于无栓钉试件S4-1的85.7 k N,栓钉能极大改善脱粘后钢管混凝土构件的共同工作性能。有栓钉钢管混凝土试件推出过程中,处于管内的核心混凝土不会出现与钢管分离的现象,栓钉的作用得到较充分的发挥,其极限荷载是组合梁的1.69倍~1.73倍。钢管混凝土内栓钉的抗剪承载力随核心混凝土强度的提高而提高、随栓钉直径的增大而增大,而受栓钉长度的影响较小。在试验结果分析基础上,提出钢管混凝土内栓钉抗剪承载力计算公式。

关键词：钢管混凝土栓钉推出试验组合梁抗剪承载力计算公式

配置栓钉钢板与外包高强混凝土界面黏结-滑移性能研究

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建筑结构学报 2021年第2期42卷 122-130页

作者：董宏英赵翊舟曹万林陈学鹏北京工业大学建筑工程学院北京100124

为了提高剪力墙内钢板与高强混凝土界面的黏结-滑移性能,进行了10个配置列阵栓钉抗剪键的钢板外包高强混凝土墙板试件的推出试验。试件设计参数包括混凝土强度、栓钉长径比、拉结筋构造等。通过分析荷载-滑移曲线、黏结强度等性能指标,... 详细信息

为了提高剪力墙内钢板与高强混凝土界面的黏结-滑移性能,进行了10个配置列阵栓钉抗剪键的钢板外包高强混凝土墙板试件的推出试验。试件设计参数包括混凝土强度、栓钉长径比、拉结筋构造等。通过分析荷载-滑移曲线、黏结强度等性能指标,研究了不同参数对钢板与外包高强混凝土间黏结-滑移性能的影响。给出了钢板外包高强混凝土剪力墙中栓钉的受剪承载力计算公式,得到了不同构造下黏结-滑移本构关系。研究表明:混凝土强度对钢板外包高强混凝土剪力墙黏结强度的影响呈正相关;栓钉长径比不小于4且不大于8时,增大长径比对界面受剪承载力的提高影响不大;将拉结筋取代部分栓钉后可大幅度提高钢板外包混凝土剪力墙的残余黏结强度。给出的钢板高强混凝土剪力墙内栓钉受剪承载力拟合计算式所得结果以及黏结-滑移本构关系拟合曲线与试验结果均符合较好,可为工程应用提供参考。

关键词：钢板高强混凝土栓钉拉结筋推出试验黏结-滑移性能

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栓钉连接式型钢与UHPC界面受剪性能研究

新材料·新装饰 2023年第22期5卷 1-6页

作者：王智勇张素康邱林锋葛文杰江苏省江建集团有限公司江苏扬州225000 扬州大学建筑科学与工程学院江苏扬州225127 南通建设工程质量监督站江苏南通226000

在组合梁中,型钢与超高性能混凝土板之间一般通过栓钉来连接,连接性能的好坏直接决定了整根梁的受弯承载力。文章使用ABAQUS有限元软件模拟分析一两侧焊接栓钉的型钢-UHPC试验,比较试验中得到的荷载滑移曲线与模拟结果,以确认模型的适... 详细信息

在组合梁中,型钢与超高性能混凝土板之间一般通过栓钉来连接,连接性能的好坏直接决定了整根梁的受弯承载力。文章使用ABAQUS有限元软件模拟分析一两侧焊接栓钉的型钢-UHPC试验,比较试验中得到的荷载滑移曲线与模拟结果,以确认模型的适用性。在数值模拟中,采用能量法对受力构件进行分析,研究其在不同情况下的屈服荷载,并探究各种因素对屈服荷载的影响。在确认模型正确性的基础上,采用不同的模型参数组合,对混凝土强度、栓钉强度以及栓钉长度等因素进行变化研究,并分析了它们对模拟结果的影响。

关键词：栓钉型钢 UHPC 屈服荷载受剪性能

受栓钉强度控制的钢板-混凝土界面黏结滑移性能试验与本构模型

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建筑结构学报 2018年第3期39卷 167-174页

作者：苏小卒黄长鑫同济大学建筑工程系上海200092 山东同圆设计集团有限公司山东济南250022

以预应力型钢-混凝土界面为研究对象,旨在建立钢板-混凝土栓钉连接界面黏结滑移的本构关系。研究以混凝土强度、栓钉数量及法向压应力为变量,采用正交试验法对18个钢板-混凝土界面试件进行剪切试验。试验界面取为原型界面足够小的单元,... 详细信息

以预应力型钢-混凝土界面为研究对象,旨在建立钢板-混凝土栓钉连接界面黏结滑移的本构关系。研究以混凝土强度、栓钉数量及法向压应力为变量,采用正交试验法对18个钢板-混凝土界面试件进行剪切试验。试验界面取为原型界面足够小的单元,使其能代表该单元内一点处的性能,从而探讨一点处的黏结滑移性能,并得到一点处的黏结应力-滑移关系曲线。结果表明：试验后期均发生栓钉剪断造成黏结应力骤降的破坏。混凝土强度和法向压应力的增加对界面的屈服、峰值和残余黏结应力均有提高作用;栓钉含量对界面的屈服及残余黏结应力影响不大,但可提高界面的峰值黏结应力,还可增大峰值黏结应力点的滑移及残余段初始滑移,提高延性。基于试验结果分别建立了无栓钉、含单栓钉和含双栓钉的钢板-混凝土界面黏结滑移本构模型,统计回归了模型中特征点的应力及滑移等参数的算式。所提模型与试验结果吻合良好,达到了在黏结滑移本构关系中考虑栓钉影响的目的。

关键词：预应力型钢混凝土钢板-混凝土界面栓钉剪切试验回归分析黏结-滑移本构关系法向压应力

“栓钉+箍筋多倍间距穿钢骨腹板”大长宽比型钢混凝土短柱抗震性能试验研究

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建筑结构 2016年第18期46卷 93-98页

作者：章一萍张川周杨张春雷钟华君四川省建筑设计研究院成都610000 四川省建筑工业化工程技术研究中心成都610000 重庆大学土木工程学院重庆400045 中机中联工程有限公司重庆400039 中国建筑西南设计研究院有限公司设计十院重庆400020

提出"栓钉+箍筋多倍间距穿钢骨腹板"的箍筋设计方法,以减少大长宽比型钢混凝土柱中钢骨腹板穿筋、开洞等施工工序,缩短施工工期,降低建造成本;并对采用该方法设计的大长宽比型钢混凝土短柱进行了抗震性能试验。研究表明:采用"栓钉+箍筋... 详细信息

提出"栓钉+箍筋多倍间距穿钢骨腹板"的箍筋设计方法,以减少大长宽比型钢混凝土柱中钢骨腹板穿筋、开洞等施工工序,缩短施工工期,降低建造成本;并对采用该方法设计的大长宽比型钢混凝土短柱进行了抗震性能试验。研究表明:采用"栓钉+箍筋多倍间距穿钢骨腹板"的型钢混凝土短柱具有良好的承载力、塑性变形能力和耗能能力,满足抗震性能需求。最后,通过实际工程应用验证了提出方法的有效性和可行性。

关键词：型钢混凝土短柱多倍箍筋间距箍筋栓钉抗震性能大长宽比

带锈蚀栓钉的组合梁疲劳后抗弯承载力影响因素分析

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宁波大学学报（理工版） 2023年第5期36卷 51-57页

作者：王凯刘小玲汪炳宁波大学海运学院浙江宁波315832 宁波大学土木工程与地理环境学院浙江宁波315211

为了探索钢-混组合梁锈蚀和疲劳后抗弯承载力的影响因素,开展了组合梁的理论和试验研究.基于断裂力学和疲劳剩余强度理论得到栓钉、钢梁和混凝土的剩余强度,在此基础上建立了一种组合梁抗弯承载力的计算方法,并利用5个试验梁进行了验证... 详细信息

为了探索钢-混组合梁锈蚀和疲劳后抗弯承载力的影响因素,开展了组合梁的理论和试验研究.基于断裂力学和疲劳剩余强度理论得到栓钉、钢梁和混凝土的剩余强度,在此基础上建立了一种组合梁抗弯承载力的计算方法,并利用5个试验梁进行了验证,最后选取混凝土强度、栓钉直径、疲劳加载上限、栓钉锈蚀率等影响因素进行参数分析.结果表明:随着栓钉锈蚀率增大,抗弯承载力呈现先慢后快的退化趋势,当锈蚀率为20%时,组合梁抗弯承载力下降9.1%;所建模型与试验值较为吻合,表明该模型具有良好的适用性;混凝土强度、疲劳加载上限、栓钉锈蚀率以及栓钉数是影响组合梁抗弯承载力的主要因素.

关键词：组合梁栓钉抗弯承载力锈蚀疲劳断裂力学

胶结-簇钉混合连接件破坏机理及承载力试验研究

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建筑结构 2022年第6期52卷 49-55页

作者：袁晓静赵伟刘凡郑昕昀苏州科技大学江苏省结构工程重点实验室苏州215011 浙江交通职业技术学院桥隧工程研究所杭州311112

为研究基于胶结-簇钉混合连接的装配式钢-混凝土组合结构的受力性能,开展了8组共16个试件的推出试验,研究了胶结-簇钉混合连接件的破坏机理、滑移性能、受力次序和抗剪承载力,探讨了栓钉间距、直径和高度对混合连接件抗剪性能的影响。... 详细信息

为研究基于胶结-簇钉混合连接的装配式钢-混凝土组合结构的受力性能,开展了8组共16个试件的推出试验,研究了胶结-簇钉混合连接件的破坏机理、滑移性能、受力次序和抗剪承载力,探讨了栓钉间距、直径和高度对混合连接件抗剪性能的影响。试验结果表明:混合连接件破坏时试件整体性完好,呈现延性破坏;胶结层先于簇钉承担剪力,胶结层的抗剪性能不可忽视;减小栓钉间距,可提高混合连接件的抗剪承载力,但不能改善其延性;在一定范围内增加栓钉的直径和高度,既可提高混合连接件的抗剪承载力又可改善其延性。其中,栓钉直径对混合连接件抗剪承载力和延性的影响最为显著。

关键词：胶结-簇钉混合连接件破坏机理滑移抗剪承载力受力次序栓钉

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锈蚀栓钉剪力件抗剪承载力数值模拟研究

山西建筑 2022年第14期48卷 47-51页

作者：蔚林蒲洪年侯胜利贺强重庆海装风电工程技术有限公司重庆401122

在环境氯离子侵蚀下钢-混凝土组合结构中栓钉锈蚀,导致栓钉力学性能退化。为了研究并模拟这一过程,基于经典Fick定律、氯离子侵蚀下栓钉锈蚀规律,计算钢-混凝土组合结构中栓钉锈蚀量,分析了钢-混凝土组合结构中栓钉受氯离子侵蚀下的时... 详细信息

在环境氯离子侵蚀下钢-混凝土组合结构中栓钉锈蚀,导致栓钉力学性能退化。为了研究并模拟这一过程,基于经典Fick定律、氯离子侵蚀下栓钉锈蚀规律,计算钢-混凝土组合结构中栓钉锈蚀量,分析了钢-混凝土组合结构中栓钉受氯离子侵蚀下的时变极限抗剪承载力。基于上述对我国东部沿海地区某钢-混凝土组合梁桥中栓钉在100 a内的极限抗剪承载力进行计算。研究结果表明100 a时混凝土中栓钉极限抗剪承载力不足初始值的75%。

关键词：氯离子锈蚀栓钉有限元分析抗剪承载力