钢—混凝土组合空腹板架结构中新型剪力连接件研究

论文摘要

钢-混凝土组合空腹板架结构是一种新型结构形式,它由下层交叉钢肋、上层混凝土板及连接上下层并使之共同工作的钢管或钢管混凝土剪力键组合而成。剪力连接件在此结构中起到了抵抗钢、混凝土交界面处纵向剪应力和掀起力的作用,是结构中的关键部件。本文针对钢-混凝土组合空腹板架结构开发了两种新型剪力连接件—销式剪力连接件和块式剪力连接件,运用试验研究与理论分析相结合的方式对它们进行深入研究。首先对新型剪力连接件进行三组推出试验,考察其在纵向剪应力作用的受力、变形特征,及其周围混凝土的破坏形态。其次,对基于块式剪力连接件的钢-混凝土组合空腹板架结构缩尺模型施加竖向单调荷载以及往复拉压荷载,重点考察结构在竖向单调荷载作用下的整体受力性能、在竖向往复荷载作用下的滞回性能以及剪力连接件周围混凝土的破坏情况。利用有限元软件ANSYS对不同高度的两种新型剪力连接件在纵向剪力作用下的受力、变形情况进行理论分析,同时对上述两试验进行了三维有限元分析模拟,并把试验值与理论值进行对比,分析误差原因。研究表明:两种新型剪力连接件在外荷载作用下体现出良好的工作性能,可使上部钢筋混凝土结构和下部钢结构很好的协同工作。销式连接件具有典型的单向抗剪特性,而块式连接件的空间受力特性表现突出,尤其是当其外部设置附加钢筋之后。有限元分析结果与试验测试值吻合较好,证明了所建有限元模型的正确性和有效性。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 概述
• 1.1 组合结构的发展史
• 1.2 组合结构的主要类型和特点
• 1.3 组合结构中的剪力连接件
• 1.4 本文的主要研究内容和技术路线
• 第二章 钢-混凝土组合空腹板架结构研究综述
• 2.1 钢-混凝土组合空腹板架结构的构造与特点
• 2.2 钢-混凝土组合空腹板架结构的研究
• 2.3 钢-混凝土组合空腹板架结构的应用
• 第三章 组合空腹板架结构中销式剪力连接件的理论研究
• 3.1 销式剪力连接件的构造与特点
• 3.2 有限元分析理论
• 3.3 有限元模型与计算
• 3.4 本章小结
• 第四章 组合空腹板架结构中块式剪力连接件的理论研究
• 4.1 块式剪力连接件的构造与特点
• 4.2 有限元模型与计算
• 4.3 本章小结
• 第五章 两种新型剪力连接件试验研究
• 5.1 概述
• 5.2 试验设计
• 5.3 试验过程
• 5.4 试验结果分析
• 5.5 有限元分析
• 5.6 本章小结
• 第六章 基于新型剪力连接件的钢-混凝土组合空腹板架结构竖向拟静力试验研究
• 6.1 概述
• 6.2 试验设计
• 6.3 试验过程
• 6.4 试验结果及分析
• 6.5 理论分析
• 6.6 本章小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 本文的主要结论
• 7.2 对本课题的展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况