无主筋组合桥塔钢壳-混凝土界面连接构造形式研究

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作者 傅立军 梁桓玮 +2 位作者 许春荣 夏富友 赵灿晖 《桥梁建设》 北大核心 2025年第4期84-92,共9页

为寻求无主筋组合桥塔钢壳-混凝土界面连接的合理结构形式,采用滞回试验及有限元法进行研究。设计、制作界面连接构造分别采用竖向加劲肋及竖向加劲肋+成排栓钉的无主筋组合桥塔钢壳-混凝土界面节段简化试件进行滞回试验,对比2种试件的... 为寻求无主筋组合桥塔钢壳-混凝土界面连接的合理结构形式,采用滞回试验及有限元法进行研究。设计、制作界面连接构造分别采用竖向加劲肋及竖向加劲肋+成排栓钉的无主筋组合桥塔钢壳-混凝土界面节段简化试件进行滞回试验,对比2种试件的钢壳屈曲应变、破坏特征及滞回曲线,建立有限元模型分析不同轴压比作用下2种试件的受力性能,并对界面连接处的构造尺寸进行分析。结果表明:采用竖向加劲肋+成排栓钉试件较采用竖向加劲肋试件的钢壳屈曲应变更大,分别为-2 101με和-995με;2种试件均为受拉侧钢壳先达到屈服,其后受压侧混凝土压溃,呈大偏心破坏的特征;2种试件钢壳-混凝土界面连接构造形式均合理,滞回荷载下的峰值水平力基本一致;小轴压比(小于0.3)下钢壳屈曲对试件抗弯承载力的影响不显著,当截面的轴压比增大后,仅采用竖向加劲肋试件中钢壳屈曲使截面抗弯承载力明显降低;当仅采用竖向加劲肋时,竖向加劲肋间距与钢壳厚度之比不宜大于72.71,当采用竖向加劲肋+成排栓钉时,栓钉竖向间距与竖向加劲肋间距之比不宜大于0.7。 展开更多

关键词 无主筋组合桥塔 钢壳-混凝土界面连接构造 轴压比 受力性能 滞回试验 有限元法

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疲劳荷载后螺栓连接的钢-混凝土组合界面摩擦性能研究

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作者 赵钰臣 邢颖 +1 位作者 李伟 郭琪 《硅酸盐通报》 北大核心 2025年第6期2111-2120,共10页

螺栓作为组合梁中新型剪力连接件,可提高结构装配化程度并避免焊接缺陷,本文对13组试件进行静力及疲劳试验,研究螺栓连接的钢-混凝土组合界面在疲劳荷载下的摩擦性能演化规律,得到了钢-混凝土组合界面的静摩擦承载力及循环荷载下的相对... 螺栓作为组合梁中新型剪力连接件,可提高结构装配化程度并避免焊接缺陷,本文对13组试件进行静力及疲劳试验,研究螺栓连接的钢-混凝土组合界面在疲劳荷载下的摩擦性能演化规律,得到了钢-混凝土组合界面的静摩擦承载力及循环荷载下的相对滑移、抗剪刚度、螺栓预紧力、磨损后摩擦系数。结果表明:摩擦抗剪连接在200万次循环后未发生疲劳破坏;螺栓预紧力在循环过程中持续衰减并与峰值荷载呈正相关,损失约为8.38%;磨损后界面的摩擦系数于10万次循环后降至最低值0.486,之后持续增大并超过初始静摩擦系数;由于咬合抗剪变化及磨粒迁移作用,磨痕深度先增大再降低,从微观尺度上揭示了混凝土界面摩擦性能疲劳的演化机理。研究结果为摩擦型螺栓剪力连接件的设计提供一定参考。 展开更多

关键词 钢-混凝土组合界面 螺栓连接 疲劳荷载 界面摩擦 磨损机制 微观形貌

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收缩徐变对钢-混凝土组合梁界面行为影响的有限元分析 被引量：1

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作者 王文锋 谭建平 曹明辉 《森林工程》 北大核心 2024年第3期197-203,共7页

为研究混凝土收缩徐变对长期荷载作用下钢-混组合梁界面剪力和相对滑移的影响,提出一个简单实用的有限元分析方法。在假定荷载-滑移为线性以及钢梁与混凝土层之间无掀起的前提下,基于混凝土收缩徐变分析的初应变法,建立部分剪力连接钢-... 为研究混凝土收缩徐变对长期荷载作用下钢-混组合梁界面剪力和相对滑移的影响,提出一个简单实用的有限元分析方法。在假定荷载-滑移为线性以及钢梁与混凝土层之间无掀起的前提下,基于混凝土收缩徐变分析的初应变法,建立部分剪力连接钢-混凝土组合梁长期性能分析的有限元模型,其中界面行为通过建立混凝土板与钢梁之间对应节点的主从关系及特殊单元予以模拟。对比集中荷载作用下简支梁的计算结果与已有文献,验证所提方法的有效性。在此基础上研究收缩徐变对钢-混组合梁界面剪力和相对滑移的影响。结果表明,收缩徐变共同作用使得简支钢-混组合梁的界面滑移随着时间有较大程度地增加,但单独的收缩效应反而使界面滑移减小,尽管变化量可忽略不计;同时,由于界面剪力与滑移的正相关性,收缩徐变效应也使得端部界面剪力随时间增大,呈现出前期增长很快而后期增长缓慢的特点。 展开更多

关键词 钢-混凝土组合梁 收缩徐变 界面行为 剪力连接件 有限元分析

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具有新型连接件的钢-混组合梁界面抗滑移试验与分析研究 被引量：8

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作者 陈建兵 万水 刘凡 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2011年第3期44-47,51,共5页

为了解具有波折开孔板连接件的组合梁的界面抗滑移性能,采用试验与有限元模拟分析相对比的方法对设有双排波折开孔钢板连接件的钢-混凝土组合梁进行了研究。通过试验得到试验梁跨中截面沿梁高的应变分布、钢梁与混凝土板的界面相对滑移... 为了解具有波折开孔板连接件的组合梁的界面抗滑移性能,采用试验与有限元模拟分析相对比的方法对设有双排波折开孔钢板连接件的钢-混凝土组合梁进行了研究。通过试验得到试验梁跨中截面沿梁高的应变分布、钢梁与混凝土板的界面相对滑移、相对滑移沿梁长的分布和组合梁破坏形态;通过与试验过程相应的有限元计算分析,得到组合梁的理论界面相对滑移曲线;实测与计算结果吻合较好。研究结果表明:波折开孔钢板连接件的抗滑移性能良好,混凝土板和钢梁具有良好的协同工作性能。 展开更多

关键词 钢-混凝土组合梁 剪力连接件 界面滑移 试验 有限元法

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栓钉连接件抗剪刚度对钢—混凝土结合梁自振特性影响研究 被引量：17

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作者 侯忠明 夏禾 张彦玲 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期24-29,共6页

设计6片钢—混凝土结合梁,从理论分析、试验和数值模拟3个方面,研究栓钉连接件抗剪刚度对钢—混凝土结合梁自振特性的影响。结果表明:在常见的栓钉布置情况下,钢梁与混凝土板的界面存在滑移,二者变形不同步,振型存在明显相位差;随着栓... 设计6片钢—混凝土结合梁,从理论分析、试验和数值模拟3个方面,研究栓钉连接件抗剪刚度对钢—混凝土结合梁自振特性的影响。结果表明:在常见的栓钉布置情况下,钢梁与混凝土板的界面存在滑移,二者变形不同步,振型存在明显相位差;随着栓钉连接件抗剪刚度的降低,结合梁整体刚度明显下降,与不考虑界面滑移的结合梁相比,完全连接和部分连接(连接度为60%)结合梁的刚度分别降低39%和48%,相应的1阶竖向自振频率分别降低22%和29%;栓钉连接件的抗剪刚度越小,结合梁的刚度折减越大,但各阶自振频率对应刚度的折减程度不同;少量的栓钉损伤对梁的竖向自振频率影响不明显。由于结构的基频对其冲击系数影响很大,因此在结合梁的动力性能分析及冲击系数计算中,应考虑栓钉连接件刚度的影响。 展开更多

关键词 钢-混凝土结合梁 栓钉连接件 抗剪刚度 界面滑移 自振特性

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南京长江五桥钢壳混凝土桥塔足尺模型工艺试验 被引量：20

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作者 彭强 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期46-50,共5页

南京长江五桥主桥为主跨600m的中央双索面三塔组合梁斜拉桥,桥塔采用内外钢壳-混凝土组合结构,采用工厂内分节段制造拼装、桥位现场整节段吊装并浇筑混凝土的施工工艺。为验证施工工艺的可行性与适应性,开展桥塔足尺模型工艺试验,重点... 南京长江五桥主桥为主跨600m的中央双索面三塔组合梁斜拉桥,桥塔采用内外钢壳-混凝土组合结构,采用工厂内分节段制造拼装、桥位现场整节段吊装并浇筑混凝土的施工工艺。为验证施工工艺的可行性与适应性,开展桥塔足尺模型工艺试验,重点进行钢壳吊装定位、钢筋现场连接、钢壳节段间环缝焊接和混凝土浇筑工序,并测试混凝土的工作性能及温度、应变变化规律。结果表明:钢壳节段制造及桥位施工所采用的工艺方案总体可行;钢壳节段现场吊装及混凝土浇筑等作业基本反映实际情况;混凝土温度仿真计算结果与实测值相吻合,能够指导实际施工;混凝土内部变形基本均匀。 展开更多

关键词 斜拉桥 桥塔 钢壳-混凝土组合结构 施工工艺 节段吊装 钢筋连接 混凝土浇筑 模型试验

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法向力作用下钢-混界面黏结滑移性能 被引量：1

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作者 苏小卒 张强 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2019年第6期1-9,共9页

采用ABAQUS连接器单元模拟钢-混界面黏结滑移特性,并将预应力效应转化为界面法向力作用,建立了考虑法向力作用的钢板-混凝土界面黏结滑移试验的有限元模型,比较了试验和有限元模型的黏结滑移形态和黏结滑移曲线,分析了钢-混界面黏结滑... 采用ABAQUS连接器单元模拟钢-混界面黏结滑移特性,并将预应力效应转化为界面法向力作用,建立了考虑法向力作用的钢板-混凝土界面黏结滑移试验的有限元模型,比较了试验和有限元模型的黏结滑移形态和黏结滑移曲线,分析了钢-混界面黏结滑移受力性能,研究了混凝土强度和法向力大小对界面黏结滑移性能的影响。通过有限元模型结果与试验结果,验证了该建模方法的有效性。结果表明:ABAQUS连接器单元能比较合理地模拟钢板-混凝土界面的黏结滑移性能;法向力对界面峰值黏结力和残余阶段黏结力影响显著,但对峰值滑移量影响较小;混凝土强度显著影响峰值黏结力,但对峰值滑移量和残余黏结力影响较小;所得结论可为钢-混界面黏结滑移性能研究的有限元建模及黏结滑移关系选择提供参考。 展开更多

关键词 预应力型钢混凝土结构 钢-混界面黏结-滑移 连接器单元 法向力

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外包多腔钢板-混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究 被引量：36

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作者 李盛勇 聂建国 +4 位作者 刘付钧 胡红松 樊健生 邵大成 喻德明 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第10期26-38,共13页

以某超高层建筑核心筒剪力墙为原型,对外包多腔钢板-高强混凝土组合剪力墙进行试验研究。共进行8个1∶7模型和3个1∶12模型的拟静力试验,变化参数有含钢率、混凝土强度等级、暗柱与墙身钢板比例和剪跨比。试验研究发现:该种形式的组合... 以某超高层建筑核心筒剪力墙为原型,对外包多腔钢板-高强混凝土组合剪力墙进行试验研究。共进行8个1∶7模型和3个1∶12模型的拟静力试验,变化参数有含钢率、混凝土强度等级、暗柱与墙身钢板比例和剪跨比。试验研究发现:该种形式的组合剪力墙在较高轴压力水平下仍具有较好的变形能力,所有试件的极限位移角平均值为1/64。除采用3mm钢板的试件外,大部分试件的外包钢板均未发生明显的局部屈曲。由于墙底锚固措施的原因,有6个试件在墙体钢板与底板对接焊缝处发生了水平开裂,降低了试件的实际变形能力。提出的承载力计算方法能够较好地预测该种形式组合剪力墙的承载能力,且计算值偏于保守。对该种形式组合剪力墙的墙体锚固措施和连接构造进行了讨论,并提出设计建议。 展开更多

关键词 外包多腔钢板-混凝土组合剪力墙 高强混凝土 拟静力试验 抗震性能 承载力分析 锚固措施 连接构造

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钢板-混凝土组合结构桥塔研究及应用综述 被引量：12

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作者 樊健生 朱尧于 +2 位作者 崔冰 魏乐永 黄李骥 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第4期61-71,共11页

桥塔是大跨缆索支承桥梁中重要的受力构件,尤其是多塔斜拉桥中塔对刚度和承载力同时提出了较高的要求。钢板-混凝土组合结构桥塔丰富了桥塔结构形式的选择,对于解决多塔斜拉桥中塔刚度不足等关键技术问题具有重要意义。首先对组合结构... 桥塔是大跨缆索支承桥梁中重要的受力构件,尤其是多塔斜拉桥中塔对刚度和承载力同时提出了较高的要求。钢板-混凝土组合结构桥塔丰富了桥塔结构形式的选择,对于解决多塔斜拉桥中塔刚度不足等关键技术问题具有重要意义。首先对组合结构桥塔的整体应用现状进行调研汇总,目前组合结构在桥塔中多作为局部结构或以钢管混凝土结构形式应用于中小跨径桥梁,大跨径缆索支承桥梁中需要的大截面尺寸钢板-混凝土组合桥塔目前研究较为缺乏。对保证钢、混凝土协同工作性能的连接件及双钢板-混凝土组合结构形式的已有研究和现状进行了调研分析,现有小尺度组合结构试验及常规连接件研究成果不适用于组合桥塔,有待针对桥塔受力特性开展进一步研究。提出双钢板-混凝土组合结构桥塔及薄开孔板连接件,通过试验研究及理论分析研究给出了组合桥塔受力机理及设计理论。最后,结合依托工程南京五桥经验提出组合结构桥塔设计建议及方法,组合桥塔在算例分析中与混凝土桥塔、钢桥塔相比显示出了在受力性能、经济性能及施工便利性方面的优势。研究与实践均表明,新型组合结构桥塔体系具有较为显著的性能优势,取得了令人满意的综合经济效益,为大跨缆索支承桥梁工程建设提供了崭新的思路和选择,有力地推动了组合结构在桥梁工程中的应用。 展开更多

关键词 钢板-混凝土组合桥塔 薄开孔板连接件 界面抗拔 协同受力 设计建议

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钢-混凝土组合结构在老厂改扩建中应用的设计体会

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作者 赵旭升 李晖 《煤炭工程》 北大核心 2001年第9期32-33,共2页

本文介绍了钢 -混凝土组合结构在老厂改造中的应用 ,重点介绍钢漏斗仓与钢筋混凝土仓立壁的连接设计与构造处理。

关键词 钢漏斗仓 选煤厂 构造处理 连接设计 钢-混凝土组合结构 改造 扩建

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抗剪连接程度对组合梁受力性能影响 被引量：3

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作者 黄侨 郑兴 李文贤 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期1070-1078,共9页

为研究不同抗剪连接程度的钢-混凝土组合梁的受力状况,首先建立了组合梁的有限元模型进行计算,并通过4片试验梁检验其有效性和正确性。随后采用正交设计方法,选取焊钉数量、直径、长度和材料强度等因素对组合梁受力状态进行了参数分析... 为研究不同抗剪连接程度的钢-混凝土组合梁的受力状况,首先建立了组合梁的有限元模型进行计算,并通过4片试验梁检验其有效性和正确性。随后采用正交设计方法,选取焊钉数量、直径、长度和材料强度等因素对组合梁受力状态进行了参数分析。最后对抗剪连接程度的影响进行讨论,拟合得到不同连接程度下组合梁抗弯承载力和梁端滑移的计算公式。研究结果表明,焊钉数量和直径对组合梁界面滑移的影响最为明显;拟合公式能够较为准确地计算得到不同连接程度组合梁的承载力和梁端滑移;在桥梁工程中,由于连接件的数量通常是由构造要求决定的,故组合梁界面滑移的限值通常不控制设计。 展开更多

关键词 钢-混凝土组合梁 抗剪连接程度 参数分析 试验研究 承载力 界面滑移

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带埋置弹簧界面单元模型研究 被引量：1

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作者 汪基伟 唐亮 +1 位作者 范家怡 赵胤儒 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期125-130,共6页

为克服采用弹簧单元模拟钢-混凝土组合结构的连接件时网格划分要顾及连接件位置的缺陷,提出了一种新型的带埋置弹簧界面单元模型。在该模型中,界面单元用于模拟钢板和混凝土之间的接触,弹簧用于模拟连接件的作用,可位于界面单元内任何... 为克服采用弹簧单元模拟钢-混凝土组合结构的连接件时网格划分要顾及连接件位置的缺陷,提出了一种新型的带埋置弹簧界面单元模型。在该模型中,界面单元用于模拟钢板和混凝土之间的接触,弹簧用于模拟连接件的作用,可位于界面单元内任何位置。该模型既能合理考虑钢板与混凝土界面上的各种连接作用,又能使单元划分不受连接件位置的影响。推出试验模型和钢管混凝土拱桥拱脚等算例表明,该模型网格划分方便,计算精度较高,适用于实际工程的计算分析。 展开更多

关键词 钢-混凝土组合结构 连接件 钢板-混凝土界面 有限元法 单元模型 弹簧单元

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设计参数对双钢板混凝土偏压构件受力性能的影响 被引量：3

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作者 宋玉香 许伯宁 +1 位作者 刘勇 张艳青 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1354-1363,共10页

为探究管幕预筑结构受力机理,对双钢板混凝土偏压构件受力性能进行研究。完成了4根双钢板-混凝土组合构件的偏压试验,建立有限元模型,通过计算结果与试验结果的对比,验证了模型的正确性和可靠性。以端部约束形式、界面连接形式、偏心距... 为探究管幕预筑结构受力机理,对双钢板混凝土偏压构件受力性能进行研究。完成了4根双钢板-混凝土组合构件的偏压试验,建立有限元模型,通过计算结果与试验结果的对比,验证了模型的正确性和可靠性。以端部约束形式、界面连接形式、偏心距为参数进行数值分析,结果表明:钢板混凝土偏压构件中,当端部约束足够强(看作刚臂)时,混凝土与两侧钢板共同参与受力,截面应变基本符合平截面假定,不存在界面滑移,在不考虑屈曲的前提下,连接件的设置对构件承载力没有影响,承载力最高;当端部约束不够强,外荷载不能同时作用在混凝土和两侧钢板上时,在钢板与混凝土间设置连接件可提高构件的承载力,钢板与混凝土界面设置为合并重合结点时,构件承载能力最高。 展开更多

关键词 管幕预筑结构 双钢板-混凝土组合结构 端部约束 界面连接 偏心距

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