SFRC焊钉-橡胶连接件抗剪性能试验研究
发布时间：2021-01-28 22:51
焊钉连接件作为目前钢-混组合桥梁中最常用的剪力连接件之一,在桥梁工程中得到了广泛应用。布置于公路钢主梁与混凝土桥面板、铁路钢桥面板与混凝土道砧板之间的焊钉连接件往往仅考虑固定作用,不考虑两种材料的联合受力。由于焊钉连接件自身刚度较大,焊钉连接件在受荷初期局部位置受到的剪力较大,易导致混凝土压碎或开裂。混凝土桥面板及道砧板在恒载、车辆、温度等荷载作用下,除焊钉连接件附近混凝土易压碎或开裂外,与车轮接触处以及墩顶等位置也易出现裂缝从而影响结构的耐久性和承载力。因此,研究开发耐久性更高,变形性能更好的新型焊钉连接件显得尤为重要。本文在现有焊钉连接件的基础上,使用钢纤维混凝土（SFRC）代替普通混凝土并在焊钉根部增设橡胶套筒组成SFRC焊钉-橡胶连接件,并对其抗剪性能进行研究。主要研究工作包括以下几个方面:（1）通过钢纤维体积率为0.4%、0.8%、1.2%和1.6%;混凝土强度等级CF30、CF40、CF50和CF60;焊钉直径13mm、16mm、19mm、22mm和25mm;橡胶套筒高度占焊钉高度的25%、50%、75%和100%,橡胶套筒厚度2.5mm、5mm和7.5mm,焊钉排列（行数...
【文章来源】：华北水利水电大学河南省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
钢筋连接件Fig1-1Rebarshearconnector
华北水利水电大学硕士学位论文2连接件型是目前组合结构使用最广的连接形式。常见有圆柱头焊钉（也称焊钉、栓钉）连接件、钢筋连接件、型钢连接件、开孔板连接件等。主要承担混凝土与钢板之间的剪力，随着组合结构的发展与连接件应用的普及，仅仅传递剪力已经不能满足连接件的使用要求。一部分连接件通过改良也可以承担拉拔力。1.1.2组合结构连接件的分类钢与混凝土组合结构的力学性能不仅受到两种材料自身的材料性能影响，连接件的构造与性能也对组合结构的整体受力性能影响颇深。目前广泛应用的钢与混凝土的结合方式可大致分为：钢筋连接件、型钢连接件、圆柱头焊钉连接件和开孔板连接件等。（1）钢筋连接件（图1-1）。钢筋连接件通过焊接在钢板上的螺纹钢筋承担钢与混凝土之间的剪力。钢筋的布置方式通常有弯起钢筋、环形钢筋、螺旋钢筋和钢筋网等。图1-1钢筋连接件Fig1-1Rebarshearconnector（2）型钢连接件（图1-2）。型钢连接件是将角钢、槽钢或工字钢焊接在钢板上承担接合面的剪力。型钢连接件承受剪力的能力较强，但焊接需要的焊缝面积大，易产生较大的残余应力。并且型钢连接件抗剪刚度较高，结构在承受较大荷载时易发生脆性破坏。图1-2型钢连接件Fig1-2Channelshearconnector（3）开孔板连接件（图1-3）。开孔板连接件主要由开孔板焊接在型钢的翼
1绪论3缘板上，在钢板的开孔中形成混凝土柱抵抗剪力。开孔板与所受剪力方向平行布置，孔洞内的混凝土加强板与混凝土之间的联结作用。在开孔板内加设钢筋可进一步提高连接件的承载力。图1-3开孔板连接件Fig1-3PBLshearconnector（4）圆柱头焊钉连接件（图1-4）。圆柱头焊钉连接件是使用专用焊接设备将圆柱头焊钉焊接在钢板上承担接合面的剪力。其具有受力不受方向性限制、易于施工和质量易于保证等优点。相较于开孔板连接件及型钢连接件，它的抗剪承载力较低，抗剪刚度较小，不易发生脆性破坏。是目前应用最为广泛的连接件形式。图1-4焊钉连接件Fig1-4Studshearconnector1.1.3焊钉连接件在桥梁工程中的应用随着我国基础建设的发展，焊钉连接件广泛应用于高层及超高层钢混组合结构建筑、组合结构高架桥（图1-5）、组合结构大跨度桥梁中。例如大面积组合楼板中钢波折板与混凝土楼板之间的连接、高层钢柱体钢梁与混凝土楼板之间的连接都存在着焊钉连接件的应用。
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑层间效应的钢纤维混凝土隧道单层衬砌受力特征模型试验研究[J]. 周平,王志杰,雷飞亚,杜彦良,侯伟名,徐海岩,王李. 土木工程学报. 2019(05)
[2]大直径焊钉连接件抗剪性能试验[J]. 蔺钊飞,刘玉擎. 同济大学学报(自然科学版). 2015(12)
[3]焊钉连接件抗拉承载力试验[J]. 蔺钊飞,刘玉擎. 同济大学学报(自然科学版). 2015(09)
[4]钢纤维体积率对C30混凝土立方体抗压强度尺寸效应的影响[J]. 解伟,罗维,李树山,王惊涛. 华北水利水电大学学报(自然科学版). 2015(02)
[5]钢纤维全轻混凝土基本性能试验研究[J]. 潘丽云,徐文晓,陈彦磊,李长永. 华北水利水电大学学报(自然科学版). 2015(02)
[6]焊钉连接件拉剪相关关系模型试验[J]. 蔺钊飞,刘玉擎. 中国公路学报. 2015(01)
[7]钢锚箱栓钉剪力连接件群钉效应及抗剪承载力计算方法[J]. 周绪红,逯文茹,狄谨,秦凤江,赵敏. 中国公路学报. 2014(12)
[8]焊钉连接件抗剪刚度计算方法研究[J]. 蔺钊飞,刘玉擎,贺君. 工程力学. 2014(07)
[9]焊钉连接件峰值滑移及剪力-滑移本构关系[J]. 蔺钊飞,刘玉擎. 同济大学学报(自然科学版). 2014(07)
[10]焊钉-橡胶组合连接件抗剪性能试验[J]. 徐骁青,刘玉擎,任万敏. 同济大学学报(自然科学版). 2014(03)
硕士论文
[1]钢—混凝土连续组合梁群钉连接件抗剪承载力试验研究[D]. 廖崇庆.同济大学 2007
[2]大跨度连续组合箱梁桥连接件设计方法研究[D]. 邓青儿.同济大学 2007
本文编号：3005835
【文章来源】：华北水利水电大学河南省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
钢筋连接件Fig1-1Rebarshearconnector
华北水利水电大学硕士学位论文2连接件型是目前组合结构使用最广的连接形式。常见有圆柱头焊钉（也称焊钉、栓钉）连接件、钢筋连接件、型钢连接件、开孔板连接件等。主要承担混凝土与钢板之间的剪力，随着组合结构的发展与连接件应用的普及，仅仅传递剪力已经不能满足连接件的使用要求。一部分连接件通过改良也可以承担拉拔力。1.1.2组合结构连接件的分类钢与混凝土组合结构的力学性能不仅受到两种材料自身的材料性能影响，连接件的构造与性能也对组合结构的整体受力性能影响颇深。目前广泛应用的钢与混凝土的结合方式可大致分为：钢筋连接件、型钢连接件、圆柱头焊钉连接件和开孔板连接件等。（1）钢筋连接件（图1-1）。钢筋连接件通过焊接在钢板上的螺纹钢筋承担钢与混凝土之间的剪力。钢筋的布置方式通常有弯起钢筋、环形钢筋、螺旋钢筋和钢筋网等。图1-1钢筋连接件Fig1-1Rebarshearconnector（2）型钢连接件（图1-2）。型钢连接件是将角钢、槽钢或工字钢焊接在钢板上承担接合面的剪力。型钢连接件承受剪力的能力较强，但焊接需要的焊缝面积大，易产生较大的残余应力。并且型钢连接件抗剪刚度较高，结构在承受较大荷载时易发生脆性破坏。图1-2型钢连接件Fig1-2Channelshearconnector（3）开孔板连接件（图1-3）。开孔板连接件主要由开孔板焊接在型钢的翼
1绪论3缘板上，在钢板的开孔中形成混凝土柱抵抗剪力。开孔板与所受剪力方向平行布置，孔洞内的混凝土加强板与混凝土之间的联结作用。在开孔板内加设钢筋可进一步提高连接件的承载力。图1-3开孔板连接件Fig1-3PBLshearconnector（4）圆柱头焊钉连接件（图1-4）。圆柱头焊钉连接件是使用专用焊接设备将圆柱头焊钉焊接在钢板上承担接合面的剪力。其具有受力不受方向性限制、易于施工和质量易于保证等优点。相较于开孔板连接件及型钢连接件，它的抗剪承载力较低，抗剪刚度较小，不易发生脆性破坏。是目前应用最为广泛的连接件形式。图1-4焊钉连接件Fig1-4Studshearconnector1.1.3焊钉连接件在桥梁工程中的应用随着我国基础建设的发展，焊钉连接件广泛应用于高层及超高层钢混组合结构建筑、组合结构高架桥（图1-5）、组合结构大跨度桥梁中。例如大面积组合楼板中钢波折板与混凝土楼板之间的连接、高层钢柱体钢梁与混凝土楼板之间的连接都存在着焊钉连接件的应用。
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑层间效应的钢纤维混凝土隧道单层衬砌受力特征模型试验研究[J]. 周平,王志杰,雷飞亚,杜彦良,侯伟名,徐海岩,王李. 土木工程学报. 2019(05)
[2]大直径焊钉连接件抗剪性能试验[J]. 蔺钊飞,刘玉擎. 同济大学学报(自然科学版). 2015(12)
[3]焊钉连接件抗拉承载力试验[J]. 蔺钊飞,刘玉擎. 同济大学学报(自然科学版). 2015(09)
[4]钢纤维体积率对C30混凝土立方体抗压强度尺寸效应的影响[J]. 解伟,罗维,李树山,王惊涛. 华北水利水电大学学报(自然科学版). 2015(02)
[5]钢纤维全轻混凝土基本性能试验研究[J]. 潘丽云,徐文晓,陈彦磊,李长永. 华北水利水电大学学报(自然科学版). 2015(02)
[6]焊钉连接件拉剪相关关系模型试验[J]. 蔺钊飞,刘玉擎. 中国公路学报. 2015(01)
[7]钢锚箱栓钉剪力连接件群钉效应及抗剪承载力计算方法[J]. 周绪红,逯文茹,狄谨,秦凤江,赵敏. 中国公路学报. 2014(12)
[8]焊钉连接件抗剪刚度计算方法研究[J]. 蔺钊飞,刘玉擎,贺君. 工程力学. 2014(07)
[9]焊钉连接件峰值滑移及剪力-滑移本构关系[J]. 蔺钊飞,刘玉擎. 同济大学学报(自然科学版). 2014(07)
[10]焊钉-橡胶组合连接件抗剪性能试验[J]. 徐骁青,刘玉擎,任万敏. 同济大学学报(自然科学版). 2014(03)
硕士论文
[1]钢—混凝土连续组合梁群钉连接件抗剪承载力试验研究[D]. 廖崇庆.同济大学 2007
[2]大跨度连续组合箱梁桥连接件设计方法研究[D]. 邓青儿.同济大学 2007
本文编号：3005835
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