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部分抗剪连接钢-混凝土组合梁疲劳性能试验研究

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摘要

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.2.1 栓钉疲劳性能

1.2.2 组合梁疲劳性能

1.3 选题研究意义与创新性

1.4 本文开展的主要内容

第二章 试验概况

2.1 试验方案

2.1.1 试验试件设计

2.1.2 试验加载装置以及加载方案

2.1.3 试验量测内容

2.2 试验现象

2.2.1 单调静力试验

2.2.2 反复疲劳试验

2.2.3 栓钉疲劳破坏检验

第三章 试验结果分析

3.1 钢-预制混凝土板组合梁疲劳性能试验研究

3.1.1 荷载一挠度曲线

3.1.2 截面应变分布

3.1.3 栓钉滑移变形

3.1.4 疲劳寿命

3.1.5 本节小结

3.2 钢-混凝土组合梁疲劳性能试验研究

3.2.1 荷载-挠度曲线

3.2.2 跨中挠度-加载次数曲线

3.2.3 整体刚度退化率

3.2.4 栓钉滑移变形

3.2.5 本节小结

第四章 疲劳荷载作用下钢-混凝土组合梁设计方法探讨

4.1 引言

4.2 疲劳寿命

4.3 栓钉强度

4.4 栓钉滑移计算模型

4.5 组合梁整体刚度

4.6 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 主要研究结论

5.2 建议与展望

参考文献

致谢

攻读学位期间参与的科研项目与发表的学术论文

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摘要

钢-混凝土组合梁结构已被广泛应用于超高层建筑以及桥梁工程领域,并为大跨度桥梁发展开辟新方向。由于重复荷载以及车辆等动荷载的作用,组合梁的疲劳问题日益突出。国内外有关组合梁规范均对组合梁疲劳设计作了相关规定,但相关疲劳设计条款并不完善。目前,有关组合梁疲劳问题日渐显露。因此需对组合梁疲劳问题进行更深入的研究。本文主要研究内容有:
  (1)对2根焊接工字型钢-预制混凝土板组合梁以及1根焊接工字型钢-现浇混凝土板组合梁开展等幅疲劳性能试验研究。研究表明,相同抗剪连接程度下,钢-预制混凝土板组合梁对比钢-现浇混凝土板组合梁,其整体刚度较弱、钢梁整体性较差,并随着疲劳次数的增加呈现较为明显的下降趋势,在疲劳后期结构刚度退化有加速现象,栓钉抗剪刚度退化较快,并且栓钉疲劳寿命远远低于后者;焊缝缺陷会成为疲劳细节较早发生疲劳破坏的重要诱因,对于承受动力荷载的组合梁在施工过程中应严格控制焊缝质量。
  (2)对7根焊接工字型钢-现浇混凝土组合梁开展等幅疲劳性能试验研究。研究表明:相同抗剪连接程度下,栓钉直径越小、栓钉间距越密的组合梁整体刚度略有下降,经历相同循环加载次数后,静力极限承载力下降速度较慢,组合梁挠度变形以及栓钉变形较小,梁的整体性好,疲劳性能也表现较好;抗剪连接程度越低的组合梁,经
  (3)历相同的疲劳加载次数后,跨中挠度以及栓钉滑移变形发展较快,组合梁整体刚度退化较大,剩余承载能力越低,由重复荷载引起的附加挠度较大;相同抗剪连接程度下,承受疲劳应力幅越大的组合梁,经历相同循环加载次数后,整体刚度退化较快,剩余承载能力也越低,跨中挠度以及栓钉滑移均较大;疲劳荷载使组合梁的钢梁变脆,钢梁容易发生疲劳断裂,但极限承载能力下降不明显。
  (4)通过探讨栓钉剪应力幅变化规律、栓钉直径、栓钉滑移特点以及组合梁整体刚度退化规律,为疲劳荷载作用下钢-混凝土组合梁设计提供参考。

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