孔径对FRP开孔板连接件极限承载力的影响分析

为分析FRP开孔板孔径大小对FRP与混凝土之间连接作用的影响,通过对6组17个不同开孔孔径的FRP开孔板与混凝土连接件进行拔出试验,研究了孔径对模型试件极限承载力和破坏形式的影响,提出了考虑开孔板应力集中的FRP开孔板与混凝土连接件极限承载力的计算公式.研究表明:FRP开孔板与混凝土连接件可以有效增加FRP与混凝土之间的连接作用;随着FRP开孔板孔径的增加,模型试件的极限承载力先增大后减少,破坏形式由孔内混凝土剪切破坏转换成FRP开孔板沿孔边拉伸破坏;提出的公式可以有效预测试件的破坏形式和极限承载力.

ECC混凝土应用于开孔钢板连接件试验研究

基于6个孔内不设贯通钢筋的普通混凝土和ECC混凝土开孔钢板连接件试件的极限承载力试验,研究分析了ECC混凝土对连接件极限承载力和滑移的影响,提出了连接件极限承载力和滑移的计算公式。结果表明,采用ECC混凝土可明显提高混凝土的开裂荷载以及增大钢与混凝土间的相对滑移。通过与非线性有限元以及现有公式的计算结果比较,研究的公式、非线性有限元、Hosain及胡建华公式与试验结果吻合较好。

钢-混凝土组合梁开孔钢板连接件受力性能的试验研究

通过一片带有双排开孔钢板连接件的钢-混凝土组合梁的两点对称加载试验,对交界面处混凝土板与钢梁的相对滑移、交界面处应变差、跨中截面的应变发展变化以及横向贯通钢筋的荷载-应变关系等进行了分析,进而研究了开孔钢板连接件的受力和抗滑移性能。结果表明,该连接件受力性能较好,抗滑移性能明显优于栓钉连接件。

GFRP开孔板连接件抗剪性能试验研究

文中设计并制作了六个不同的GFRP开孔板连接件,通过单调加载拔出试验分析了GFRP开孔板连接件的破坏模式、荷载-滑移曲线,探讨了开孔直径、开孔数量参数对GFRP开孔板连接件抗剪性能的影响,并回归拟合出了简化的荷载-滑移表达式.结果表明:增大开孔直径和增加开孔数量可以提高GFRP开孔板连接件的抗剪承载力;建立的简化荷载-滑移模型与试验结果吻合较好.

FRP开孔板连接件界面剪切性能研究

为研究纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer,FRP)开孔板连接件与混凝土的界面剪切性能,对3组不同开孔个数的FRP开孔板与混凝土连接件进行了拔出试验,基于试验数据建立了有限元模型,进一步研究了开孔直径对界面剪切性能的影响。对比分析了试验结果和数值模拟结果,提出并验证了FRP开孔板界面抗剪极限承载力计算公式。结果表明:增大开孔个数和开孔直径可有效提高界面的抗剪能力;简化公式的计算结果与试验和模拟结果吻合较好。

钢—混凝土组合梁开孔板连接件抗剪承载力计算研究

为研究开孔板连接件的受力性能,建立其抗剪承载力计算方法。设计制作6个推出试件,完成单调加载试验。试件的变化参数为开孔孔径、板厚和孔洞个数,并研究分析各试验参数对开孔板连接件的破坏形态、荷载滑移特性、受剪承载力和刚度的影响,以及横向贯通钢筋应变随荷载变化规律。研究结果表明:开孔板连接件具有很好的延性;各个试件的破坏形态大致相同,破坏时钢梁与混凝土板出现明显相对滑移,钢梁上段与混凝土板分离,混凝土板发生劈裂破坏;孔洞直径和孔洞个数是影响开孔板连接件抗剪承载力和刚度的重要因素;通过对试件在受荷初期的荷载-滑移曲线分析,定义开孔板连接件的抗剪刚度。最后,分析对比国内外开孔板连接件抗剪承载力计算公式。基于49个模型试验提出了新的开孔板连接件抗剪承载力的计算公式,该式考虑因素全面,物理意义明确,与试验结果吻合良好。

开孔板连接件抗剪性能试验研究

开孔板连接件是用于钢与混凝土结合的新型连接件,具有很大的抗剪刚度、强度及抗疲劳性能。对开孔板连接件分别处于正立、侧立、倒立,及其有无贯通钢筋进行抗剪性能试验研究,得到设置贯通钢筋可以大幅度提高抗剪承载力和延性,所处受力状态不同对抗剪刚度和使用阶段承载力影响较大,但对极限承载力影响并不明显等结果。

基于ABAQUS的开孔板连接件抗剪承载力分析

为深入研究开孔板连接件的抗剪传力机理,基于ABAQUS平台建立了开孔板连接件的精细有限元模型,详细介绍了开孔板连接件的建模方法和材料本构关系。首先通过与典型开孔板连接件抗剪试验结果对比,验证了数值仿真方法的可靠性。其次对混凝土榫和贯通钢筋的应力特性进行了分析。最后深入探讨了开孔板连接件抗剪承载力的主要影响因素。结果表明,提高混凝土强度等级、增大混凝土榫直径可提高开孔板连接件的抗剪承载力;孔内贯通钢筋对抗剪刚度影响小,但可有效提高开孔板连接件的抗剪承载力和延性。

开孔板连接件剪切受力机理的试验研究

提出新的开孔板连接件抗剪承载力测试方法.共进行七组21个试件试验,测试开孔板连接件的荷载-滑移关系,观测开孔板连接件的破坏形态.结果表明:每组试件的荷载-滑移曲线重复性较好,验证了本文提出的测试方法的合理性.根据试验结果,分析开孔板连接件的破坏性质及影响开孔板连接件抗剪承载力的因素.

风机基础开孔板连接件剪切受力机理试验研究

鉴于目前国内出现了多台问题风机基础中穿孔钢筋疲劳脆断的工程事故,该文基于风机基础常采用的开孔板连接件构造,考虑多孔受力影响,共进行了4组12个开孔板连接件的推出试验以确定其抗剪承载力,并为其极端和运行工况设计提供依据。试验结果表明,穿筋试件的破坏过程大致分为3个阶段:(1)钢板与混凝土界面间摩擦受力阶段;(2)混凝土榫孔剪切受力阶段;(3)穿孔钢筋塑性剪断及其变形上方混凝土压溃。应变测试结果表明,由于穿孔钢筋的加入,上排孔的剪切受力使得下排穿孔钢筋弯曲受力明显,试件抗剪承载力较未穿筋试件得到显著提高;破坏阶段中,钢筋弯曲受力状态转变为孔内受剪,随着其上方混凝土的压溃,钢筋因受剪屈服退出工作;随着竖向裂缝的开展,全穿筋试件中3根钢筋均屈服,强度和塑性均得到有效的发挥,建议工程对中排、下排设置穿孔钢筋或三孔全设置。基于试验结果,针对不同构造的多孔推出试件破坏形态建立了多孔穿筋推出试件的抗剪承载力统一计算公式,计算结果表明计算值与试验值吻合较好,且偏于保守,可应用于实际工程。

采用轻骨料砼的开孔钢板连接件受力性能

为研究在钢—轻骨料混凝土组合梁和组合板结构中所使用的开孔钢板连接件的抗剪承载能力和剪切刚度等受力性能,采用了推出试验方法,完成了6个采用轻骨料混凝土的开孔钢板连接件推出试件的试验研究,在试验研究中着重考察了开孔钢板连接件的孔洞直径和开孔钢板连接件端部承压方式对剪切连接件受力性能的影响。试验研究结果表明:(1)总体表现为端部承压构件极限承载能力远高于端部不承压构件,因为在端部承压构件中,开孔钢板连接件受到端部混凝土阻挡,因而其极限承载能力相对较高;(2)开孔钢板连接件中孔洞直径对开孔钢板抗剪强度有明显影响,孔洞直径越大,极限承载力也越大;(3)开孔钢板连接件具有很高的抗剪强度和刚度,具有较好推广应用价值。

开孔板连接件剪切受力的理论模型

根据开孔板连接件的试验破坏形态,分析了孔中有无钢筋两种情况的开孔板连接件破坏机理.根据开孔板连接件的破坏机理,采用理论方法推导了开孔板连接件抗剪承载力的计算方法.通过与试验结果对比,证实本计算方法与其吻合较好,具有较高的精度,可被工程设计使用.

孔中钢筋位置对开孔板连接件受力性能的影响

孔中带贯穿钢筋的开孔板连接件的基本力学性能指标是基于钢筋位于孔中心这种状态得到的.由于实际施工中钢筋位置会偏离孔中心,所以以开孔板连接件孔中钢筋位置为变化参数进行了9组共27个试件的推出试验,研究了孔中钢筋位置变化对开孔板连接件基本力学性能的影响.试验结果表明,孔中钢筋位置变化对开孔板连接件的承载力有一定的影响,但不显著;对开孔板连接件的延性和刚度影响较大.根据不同受力状态提出了开孔板连接件的抗剪刚度计算表达式.

开孔板连接件剩余承载力计算模型及试验验证

为了研究组合结构桥梁中开孔板连接件在一定疲劳荷载循环次数后抗剪承载力的退化问题,提出基于疲劳累积损伤效应的开孔板连接件剩余承载力计算方法.采用弹性地基梁法分析开孔板连接件在线弹性阶段的受力特征,得出在给定疲劳荷载幅值下贯穿钢筋和混凝土榫的应力幅值;参考已有文献中混凝土与钢筋的疲劳寿命模型计算出各自的疲劳寿命,得到两者在一定疲劳循环次数后的损伤;根据贯穿钢筋和混凝土榫对整体承载力的贡献比例,计入相应的损伤度,推导出开孔板连接件疲劳后的剩余承载力计算模型.通过开孔板连接件剩余承载力的推出试验结果进行验证.结果表明:提出的模型的计算结果不仅与试验结果吻合良好,且偏于安全.

基于构造参数的开孔板抗剪连接件连接性能的试验研究

开孔板抗剪连接件是近年来出现的一种新型连接形式。为了研究开孔板抗剪连接件连接性能,制作了不同构造参数的剪力连接件推出试件,通过在单调静力荷载作用下的推出试验,测试了钢梁与混凝土翼板界面的相对滑移量、贯穿钢筋应变、开孔板孔周应力,得到了不同构造参数的开孔板抗剪连接件试件的荷载-相对滑移曲线、荷载-贯穿钢筋应变曲线、荷载-开孔板孔周Mises应力曲线及破坏形态等。结果表明:开孔板中增加穿钢筋及增大贯穿钢筋直径能较大的提高连接件连接性能,增大孔径对提高连接件性能的作用较小。

长孔型开孔板连接件抗剪性能试验研究

为解决组合结构桥梁开孔板连接件孔间距或板高受限的设计难题,提出将开孔板圆孔单向拓展为长孔的钢与混凝土连接构造新型式;以圆孔孔径、抗剪纵向或横向的开孔幅度即孔长、孔高等为变化参数,进行7组共21个模型试件的抗剪推出试验,比较研究不同孔形开孔板连接件的抗剪承载力、刚度及变形性能。研究结果表明:开孔面积相同时,长孔型与圆孔型开孔板连接件的抗剪承载力相当;抗剪刚度随孔径或孔高增加而增大,不受孔长变化影响;与开孔面积相同的圆孔型开孔板连接件比较,长孔型开孔板连接件沿抗剪纵向拓孔时峰值滑移量大幅增大,横向拓孔时峰值滑移量减小;在正常使用极限状态下的残余滑移量较小,各孔型开孔板连接件均具有较好的变形恢复能力。

T型开孔波折板连接件抗剪承载力有限元分析

采用ABAQUS建立有限元模型,分析了T型开孔波折板连接件的抗剪性能。研究了连接件构件的荷载-滑移特性、不同构造参数对抗剪承载力的影响,以及贯穿钢筋的应变、T型开孔波折板连接件的应力随荷载的变化规律。结果表明:T型开孔波折板连接件的荷载-滑移曲线基本可分成弹性阶段、弹塑性阶段及破坏阶段;T型开孔波折板连接件焊接边的应力大于自由边,T型开孔波折板连接件的贯穿钢筋下侧拉应变随钢筋直径减小而增加;与开孔波折板连接件相比,T型开孔波折板连接件的受剪承载力提高了27%;提高混凝土强度等级、配置贯穿钢筋以及增加其直径和连接件的高度,可提高T型开孔波折板连接件的抗剪承载力。

开孔板连接件布置方法试验研究

基于42个推出模型试验数据,对组合结构桥梁中开孔板连接件的布置方法进行研究。结果表明:混凝土强度增加可以提高开孔板连接件抗剪承载力随孔径增加的增长率;孔径和孔中钢筋直径相互匹配能有效提高开孔板连接件的抗剪承载力;混凝土板厚度、开孔板板厚、板高和板间距对抗剪承载力影响较小;为充分发挥开孔板连接件的抗剪能力,实际结构中开孔板厚度宜大于8 mm,板间距不宜小于5.5倍孔径。

开孔板连接件相对滑移机理试验研究

为研究组合结构桥梁中开孔板连接件的相对滑移机理,以开孔板厚度、孔中钢筋直径、开孔板孔径为变化参数,进行了21个开孔板连接件抗剪性能模型试验。通过理论分析与试验结果比较,揭示了开孔板连接件相对滑移量主要由孔中钢筋剪切变形量、孔中混凝土压缩变形量和剪切变形量三部分组成,以及抗剪承载力对应相对滑移量随板厚增加而减小,随孔径、孔中钢筋直径增加而增大的滑移机理。

混合梁开孔钢板连接件设计参数研究

为了优化钢一混凝土结构中开孔钢板连接件构造设计，削减结构局部集中应力，保证连接件使用功能，运用弹性力学解析分析法和空间有限元数值分析法，研究开孔钢板连接件和混凝土的应力分布规律与应力集中现象，结合现行规范要求和工程实践经验，提出开孔钢板连接件的钢板厚度、开孔直径、第一个开孔位置、最后一个开孔位置、开孔间距、连接件长度以及顶底板钢板厚度等主要几何设计参数，并指出“强化端部连接，简化中间构造，细化边角部位”的连接件构造优化设计基本思路。