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钢-UHPC轻型组合结构短栓钉抗剪性能试验研究 被引量:1
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作者 邓宗才 黄松 薛会青 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期42-52,共11页
通过6个钢-超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)轻型组合结构短栓钉推出试验,对其抗剪承载力、破坏形态、栓钉应变及荷载-滑移曲线进行了研究,探讨了栓钉直径、长度、数量以及界面黏结对短栓钉抗剪性能的影响规律.结... 通过6个钢-超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)轻型组合结构短栓钉推出试验,对其抗剪承载力、破坏形态、栓钉应变及荷载-滑移曲线进行了研究,探讨了栓钉直径、长度、数量以及界面黏结对短栓钉抗剪性能的影响规律.结果表明:所有试件均为栓钉根部剪切破坏,UHPC板除栓钉根部沿承压方向部分UHPC压碎外,其余部分保持完好,UHPC可以抵抗栓钉传递的高压应力;栓钉根部截面屈服后应力强化阶段明显,栓钉发生剪切破坏时,栓钉根部上侧应变超过3500με;长径比为2.0的短栓钉在UHPC中也能发挥全部强度;所有试件的荷载-滑移曲线分为弹性、弹塑性和塑性3个阶段,所有短栓钉的最大滑移量均小于4 mm,工程应用时应按照弹性剪力连接件进行设计;栓钉直径对栓钉抗剪性能提高最显著,直径16 mm的栓钉比直径13 mm的栓钉的抗剪承载力和极限滑移分别提高了46.4%和11%,弹性刚度和塑性刚度分别提高了35.8%和59.1%,增加栓钉长度和界面黏结能有效提高栓钉的剪切刚度,长径比为3.0的栓钉比长径比为2.5的栓钉的弹性刚度提高了12.3%,界面有黏结试件比界面无黏结试件的弹性刚度提高了17.4%;相同间距内,合理增加更多栓钉有利于提高整体抗剪强度,但会降低延性变形能力.最后,结合实验数据和国内外UHPC中栓钉推出试验结果,建立了UHPC中栓钉荷载-滑移曲线和抗剪承载力预测表达式,计算值与试验值吻合良好. 展开更多
关键词 超高性能混凝土 短栓钉 推出试验 抗剪性能 荷载-滑移曲线 抗剪承载力
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预制钢-UHPC组合梁中橡胶-短栓钉剪力件的抗剪性能试验研究 被引量:1
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作者 吴加杰 吴锦鹏 +2 位作者 曹志鹏 方壮城 姜海波 《广东建材》 2024年第5期69-72,共4页
为了探究钢-UHPC组合梁中橡胶-短栓钉剪力件的抗剪性能,试验设计并制作了10个推出试件,研究橡胶套筒尺寸和加载制度对其抗剪性能的影响规律。试验结果表明:试件以栓钉剪断为主要破坏形式,并伴随栓钉附近局部混凝土压碎。橡胶套筒厚度对... 为了探究钢-UHPC组合梁中橡胶-短栓钉剪力件的抗剪性能,试验设计并制作了10个推出试件,研究橡胶套筒尺寸和加载制度对其抗剪性能的影响规律。试验结果表明:试件以栓钉剪断为主要破坏形式,并伴随栓钉附近局部混凝土压碎。橡胶套筒厚度对剪力件的抗剪承载力影响较小,橡胶套筒厚度为2mm的组合剪力件承载力为普通剪力件的94%。随着橡胶套筒厚度的增加,剪力件的抗剪刚度随之下降,最小为普通剪力件的87%;相对滑移则随着厚度增加而增加,最大为普通剪力件的142%。而随着橡胶套筒的高度增加,剪力件的抗剪承载力随之减少,橡胶套筒高度为50mm的组合剪力件承载力为普通剪力件的89%;随着橡胶套筒高度的增加,剪力件的抗剪刚度随之下降,最小为普通剪力件的75%;相对滑移则随着高度的增加而增加,最大为普通剪力件的137%。 展开更多
关键词 预制钢-UHPC组合梁 橡胶-短栓钉剪力件 抗剪承载力 推出试验
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UHPC加固重度开裂钢桥面界面抗剪静力试验研究 被引量:7
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作者 李萌 邵旭东 +2 位作者 曹君辉 张建强 李波 《公路交通科技》 CAS CSCD 北大核心 2021年第12期73-80,共8页
正交异性钢桥面板疲劳开裂现象较为常见,利用超高性能混凝土(UHPC)的优异性能,一种裂纹免修复的UHPC加固结构被提出,由于新结构在原有钢板表面胶粘带有短栓钉的钢板条使得该结构的界面抗剪性能较为复杂。因此利用8个静力推出试件研究该... 正交异性钢桥面板疲劳开裂现象较为常见,利用超高性能混凝土(UHPC)的优异性能,一种裂纹免修复的UHPC加固结构被提出,由于新结构在原有钢板表面胶粘带有短栓钉的钢板条使得该结构的界面抗剪性能较为复杂。因此利用8个静力推出试件研究该结构界面抗剪性能与机理,栓钉直径、界面处理情况以及加载方式等作为试验参数。结果表明:(1)栓钉直径增大可显著提高短栓钉抗剪承载力与抗剪刚度,直径16 mm栓钉的抗剪承载力比直径13 mm的试件平均提高48%,且焊缝质量对于抗剪性能影响明显;(2)胶粘钢板条对短栓钉抗剪承载力无显著影响,但可以有效提高其抗剪刚度,协同栓钉受力,胶粘钢板条失效点平均荷载约为25 kN,其抗剪刚度较界面涂油试件平均提高了44%~74%,直径13 mm和16 mm栓钉的抗剪刚度建议取值分别为198 kN/mm和229 kN/mm;(3)胶粘钢板条的UHPC中短栓钉的抗剪承载力明显高于普通混凝土中栓钉承载力计算值,采用考虑焊缝贡献的抗剪承载力计算公式可以更加准确计算UHPC中短栓钉的抗剪承载力,其计算值与试验值拟合精度较高,可以更好地反映其受力机理,指导工程设计;(4)循环加载很大程度上对界面粘结产生损伤,其抗剪刚度略小于单调加载,但不影响短栓钉抗剪承载力;(5)试件破坏时,UHPC与钢板条粘贴位置处脱开,且仅在栓钉位置处局部损伤,其余部位均未见任何裂缝和损坏。 展开更多
关键词 桥梁工程 抗剪特性 直剪试验 短栓钉 抗剪刚度
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钢筋混凝土与型钢混凝土超短柱的滞回性能试验研究 被引量:5
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作者 刘界鹏 王伟 张小冬 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1193-1199,共7页
进行了4个钢筋混凝土(RC)超短柱、4个型钢混凝土(SRC)超短柱和6个RC分体柱的滞回性能试验研究.8个超短柱的剪跨比为1;6个分体柱的剪跨比为2.4.试验结果表明,RC超短柱的变形能力不满足现行抗震规范要求.不设剪力连接件的SRC超短柱的破坏... 进行了4个钢筋混凝土(RC)超短柱、4个型钢混凝土(SRC)超短柱和6个RC分体柱的滞回性能试验研究.8个超短柱的剪跨比为1;6个分体柱的剪跨比为2.4.试验结果表明,RC超短柱的变形能力不满足现行抗震规范要求.不设剪力连接件的SRC超短柱的破坏模式为黏结破坏,与RC超短柱相比,其抗剪承载力和变形能力并无明显提高;设置剪力连接件的SRC超短柱的破坏模式为斜压破坏,其抗剪承载力和变形能力显著提高,但构件的变形能力仍然难以满足现行抗震规范要求.试验结果还表明,在RC超短柱中开缝,形成剪跨比大于2的RC分体柱,可有效提高柱子的延性和变形能力.对于RC分体柱,随轴压比的提高,构件的抗弯承载力提高,但延性和变形能力下降;当设计轴压比大于0.7时,RC分体柱的变形能力不满足现行抗震规范要求.根据试验结果,提出了SRC超短柱的剪力连接件设计方法和RC分体柱的设计建议. 展开更多
关键词 钢筋混凝土 型钢混凝土 超短柱 分体柱 剪跨比 剪力连接件
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超高性能混凝土—钢正交异性板组合桥面试验研究 被引量:43
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作者 田启贤 高立强 +1 位作者 周尚猛 肖林 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2019年第A01期13-19,共7页
针对钢桥面板疲劳开裂和铺装层破损两大技术性难题,提出一种超高性能混凝土(UHPC)-钢正交异性板组合桥面体系。该体系由配有钢筋网的UHPC薄层与钢桥面板通过短剪力钉组合而成。对该组合桥面体系短剪力钉抗剪性能、静力承载性能、开裂强... 针对钢桥面板疲劳开裂和铺装层破损两大技术性难题,提出一种超高性能混凝土(UHPC)-钢正交异性板组合桥面体系。该体系由配有钢筋网的UHPC薄层与钢桥面板通过短剪力钉组合而成。对该组合桥面体系短剪力钉抗剪性能、静力承载性能、开裂强度影响参数、疲劳承载性能、抗水渗透性能开展试验研究,结果表明:UHPC超高的力学性能及耐久性能能够满足组合桥面体系的使用需求;通过合适的设计可保证UHPC层与钢正交异性板的可靠连接;在设计荷载作用下,组合桥面体系UHPC层能够满足抗裂性能要求,且具备较大的静力承载能力富余度;500万次疲劳加载后,组合桥面体系受力状态良好,未出现明显疲劳损伤;组合桥面体系抗渗性能满足P20等级要求。 展开更多
关键词 钢桥面板 组合桥面体系 正交异性板 超高性能混凝土 短剪力钉 承载性能 疲劳性能 抗渗性能 模型试验
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新型超短栓钉连接件试验及有限元分析研究
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作者 章世祥 李萌 +4 位作者 邵旭东 曹君辉 陆永泉 郑清刚 张建强 《公路工程》 2022年第6期68-73,共6页
为满足钢-超薄UHPC轻型组合桥面的工程需要,提出了一种新型超短栓钉抗剪连接件,并且通过静力推出试验,得到了超短栓钉的抗剪承载力和荷载-滑移曲线。试验结果表明:试件的破坏模式为超短栓钉钉杆剪断,超短栓钉具有很高的承载能力,抗剪承... 为满足钢-超薄UHPC轻型组合桥面的工程需要,提出了一种新型超短栓钉抗剪连接件,并且通过静力推出试验,得到了超短栓钉的抗剪承载力和荷载-滑移曲线。试验结果表明:试件的破坏模式为超短栓钉钉杆剪断,超短栓钉具有很高的承载能力,抗剪承载力平均值高达82.5 kN。通过有限元软件,研究了栓钉直径、UHPC强度等参数对超短栓钉抗剪性能的影响,分析结果显示:不同参数试件的荷载-滑移曲线具有相似的形状特征,且栓钉直径对超短栓钉的抗剪承载力影响显著,而提高UHPC强度可以增大抗剪承载力,但提升幅度有限。 展开更多
关键词 轻型组合桥面 超短栓钉 抗剪性能 推出试验 有限元分析
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钢-自然养护UHPC组合桥面板短焊钉抗剪试验研究 被引量:1
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作者 周泽 张乐朋 徐晨 《结构工程师》 2021年第3期121-128,共8页
针对正交异性钢-自然养护超高性能混凝土(UHPC)组合桥面板中短焊钉连接件的受力机理展开研究。设计制作了一组短焊钉推出试件进行静力剪切荷载试验,总结了钢-自然养护UHPC板内短焊钉的荷载-滑移曲线、抗剪刚度、抗剪承载力及破坏形式。... 针对正交异性钢-自然养护超高性能混凝土(UHPC)组合桥面板中短焊钉连接件的受力机理展开研究。设计制作了一组短焊钉推出试件进行静力剪切荷载试验,总结了钢-自然养护UHPC板内短焊钉的荷载-滑移曲线、抗剪刚度、抗剪承载力及破坏形式。通过与试验结果比较,考察了现行国内外主流规范对短焊钉承载力计算的适应性。另外,建立了材料非线性推出试验有限元模型,分析了钢-自然养护UHPC中短焊钉的剪切破坏发展特点。本文研究成果可为钢-自然养护UHPC组合桥面板短焊钉的合理设计提供重要的试验数据支撑。 展开更多
关键词 钢-UHPC组合桥面板 短焊钉 抗剪刚度 抗剪承载力 有限元分析
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Study on the interfacial shear behavior of steel reinforced concrete (SRC) members with stud connectors after fire 被引量:2
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作者 Zihua ZHANG Junhua LI Lei ZHANG Kai YU 《Frontiers of Structural and Civil Engineering》 CSCD 2014年第2期140-150,共11页
Statically push-out tests of 20 steel reinforced concrete short columns (SRCSC) with stud connectors on the surface of shape steel after fire and two SRCSC under ambient temperature were carried out, in order to stu... Statically push-out tests of 20 steel reinforced concrete short columns (SRCSC) with stud connectors on the surface of shape steel after fire and two SRCSC under ambient temperature were carried out, in order to study the failure mode, load-slip relationship and the interfacial shear transfer of SRC members after fire. Experimental results show that the typical failure modes and load-slip curves of SRCSC after fire are almost the same as the case under ambient temperature. The interfacial shear transfer of SRCSC declines exponentially not only with the increase of the peak temperature the specimen experienced but also with the increase of the peak temperature duration. The interfacial shear transfer of the specimens with studs arranged at the steel web is much higher than those with studs arranged at the steel flange. Empirical formulas of SRCSC interfacial shear transfer after fire are proposed, and the calculated results generally agree well with the experimental results. 展开更多
关键词 steel reinforced concrete (SRC) short column stud connector afcer fire interfacial shear transfer
原文传递
UHPC薄板中大直径短钉抗剪性能试验研究
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作者 徐启智 王景全 +2 位作者 谭豫卿 陆凯卫 姚一鸣 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期291-303,共13页
为充分发挥超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)在钢混凝土组合梁中的超高力学性能,提出轻型钢-UHPC薄板组合梁结构体系并采用短栓钉进行界面连接。为深入研究UHPC薄板-栓钉界面抗剪的匹配性能,开展了33个静力推出试... 为充分发挥超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)在钢混凝土组合梁中的超高力学性能,提出轻型钢-UHPC薄板组合梁结构体系并采用短栓钉进行界面连接。为深入研究UHPC薄板-栓钉界面抗剪的匹配性能,开展了33个静力推出试验,研究了栓钉直径(22 mm和30 mm)、UHPC板厚(35~150 mm)和栓钉长径比(1.0~5.5)等对界面抗剪性能的影响规律。试验结果表明:当直径30 mm的大栓钉长径比从4.0降为2.0时界面受剪承载力变化不大,而栓钉直径从22 mm增加到30 mm时,长径比1.5以下短钉和2.0以上长钉的受剪承载力分别增加25%和94%;当大直径栓钉的长径比从4.0减小到1.5和1.0时,界面破坏模式从栓钉完全剪断转变为栓钉部分剪断;UHPC拔出或完全拔出等破坏,其受剪承载力最大降低可达40%;栓钉上方保护层厚度为30 mm时,UHPC板表面无劈裂裂缝,进一步减小保护层厚度至15 mm和5 mm时,界面受剪承载力仅降低7%;与普通混凝土中栓钉抗剪刚度相比,UHPC中短钉的界面抗剪刚度提高62%以上。进一步开展了UHPC薄板中短钉的受剪承载力和受剪刚度的分析,并与普通混凝土中栓钉的抗剪性能进行对比,揭示了栓钉-UHPC薄板相互作用机理。将试验结果与各国规范中栓钉受剪承载力计算结果进行对比,发现规范ACI 318和PCI能够较好地预测UHPC薄板中栓钉的受剪承载力。 展开更多
关键词 超高性能混凝土 短钉 UHPC薄板 受剪承载力 荷载-滑移曲线
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UHPC中短栓钉抗剪性能试验及理论分析 被引量:26
10
作者 李萌 邵旭东 +3 位作者 曹君辉 何广 陈玉宝 赵旭东 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期191-204,共14页
为深入研究超高性能混凝土(Ultra-high Performance Concrete,UHPC)中短栓钉的抗剪性能,提出精细化的计算理论和方法,指导工程设计,共完成9个静力推出试验。试件参数包括短栓钉直径、界面处理情况以及加载方式。根据试验受力模式,提出... 为深入研究超高性能混凝土(Ultra-high Performance Concrete,UHPC)中短栓钉的抗剪性能,提出精细化的计算理论和方法,指导工程设计,共完成9个静力推出试验。试件参数包括短栓钉直径、界面处理情况以及加载方式。根据试验受力模式,提出了一种三维精细有限元分析模型,利用ABAQUS显式分析方法,探讨焊缝形式、短栓钉直径、短栓钉高度、UHPC强度等参数对UHPC中短栓钉抗剪性能的影响。最后结合试验数据及有限元分析结果提出UHPC中短栓钉荷载-滑移全曲线实用经验公式和抗剪承载力计算公式。试验及分析结果表明:短栓钉抗剪承载力主要受短栓钉直径和焊缝形式的影响,随短栓钉直径的增大而提高,有限元中模拟焊缝相比于不模拟焊缝时短栓钉抗剪承载力提高48%~93%;短栓钉抗剪刚度主要受短栓钉直径和界面处理情况的影响,界面黏结将提高抗剪刚度;加载方式(单调加载和循环加载)、短栓钉高度和UHPC强度对短栓钉抗剪性能影响较小;2种不同直径短栓钉最大滑移均不超过4mm,设计时可按照弹性连接件设计方法计算;收集的国内外68组有效试验数据与理论计算结果吻合度较高;建议取0.3Pu~0.4Pu(短栓钉抗剪承载力)处的割线刚度平均值作为UHPC中短栓钉抗剪刚度,抗剪刚度试验值与理论计算结果对比表明该方法具有较高的精度。 展开更多
关键词 桥梁工程 短栓钉 推出试验 抗剪性能 ABAQUS显示分析 荷载-滑移曲线 抗剪承载力
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剪力连接件对型钢混凝土超短柱抗震性能的影响 被引量:1
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作者 袁泉 李炳益 +1 位作者 刘界鹏 王伟 《武汉大学学报(工学版)》 CAS CSCD 北大核心 2008年第S1期18-22,共5页
进行了6个剪跨比为1的超短柱的滞回性能试验研究,其中包括2个钢筋混凝土柱(RC)、2个不设剪力连接件的型钢混凝土(SRC)柱和2个设剪力连接件的型钢混凝土柱.试验结果表明,不设剪力连接件的SRC超短柱的破坏模式为粘结破坏,与RC超短柱相比,... 进行了6个剪跨比为1的超短柱的滞回性能试验研究,其中包括2个钢筋混凝土柱(RC)、2个不设剪力连接件的型钢混凝土(SRC)柱和2个设剪力连接件的型钢混凝土柱.试验结果表明,不设剪力连接件的SRC超短柱的破坏模式为粘结破坏,与RC超短柱相比,其抗剪承载力和变形能力无显著提高,但耗能能力有所提高.设置剪力连接件的SRC超短柱的破坏模式为斜压破坏,与不设剪力连接件的SRC超短柱相比,其抗剪承载力和变形能力显著提高.随轴压比的提高,SRC超短柱的抗剪承载力提高;但轴压比对SRC超短柱的延性和变形能力无显著影响. 展开更多
关键词 型钢混凝土 超短柱 剪跨比 剪力连接件 抗剪强度
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装配式钢-薄层UHPC组合梁大直径短栓钉连接件抗剪性能有限元分析
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作者 任重 袁宇清 陈阳 《工业建筑》 北大核心 2023年第11期180-187,共8页
为研究装配式钢-薄层UHPC组合梁中大直径短栓钉的抗剪性能,通过有限元软件ABAQUS建立栓钉推出试验模型,主要研究栓钉直径、孔洞大小、孔洞形状以及单孔内配置栓钉数量对其抗剪性能的影响。研究结果表明:试件破坏模式均为栓钉剪断和混凝... 为研究装配式钢-薄层UHPC组合梁中大直径短栓钉的抗剪性能,通过有限元软件ABAQUS建立栓钉推出试验模型,主要研究栓钉直径、孔洞大小、孔洞形状以及单孔内配置栓钉数量对其抗剪性能的影响。研究结果表明:试件破坏模式均为栓钉剪断和混凝土板局部压坏;栓钉直径是影响抗剪承载力的主要因素,孔洞大小和孔洞形状对抗剪承载力影响不大,装配式试件较现浇试件抗剪承载力略有提升;单个孔内配置一个大直径短栓钉基本上可代替同等截面面积的两个小直径短栓钉。此外,将有限元得到的抗剪承载力与已有规范计算值对比发现,GB 50010—2017和EC 4中的计算方法预测偏保守,AASHTO LRFD中的计算方法与有限元得到数值吻合较好,并对比6组相关试验数据,验证了其计算方法的准确性。 展开更多
关键词 装配式结构 UHPC薄板 大直径短栓钉 有限元 抗剪承载力
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