开孔波折板连接的弹性混凝土-钢组合梁疲劳性能研究

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1、开孔波折板连接的弹性混凝土-钢组合梁疲劳性能研究FatiguePropertyResearchoftheElasticConcrete-steelCompositeBeamwiththeCorrugatedPerforatedPlateConnector学科专业：结构工程研究生：刘斌指导教师：李砚波副教授韩庆华教授天津大学建筑工程学院二零一四年十二月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构

2、的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要钢-混凝土组合梁通过抗剪连接件将钢梁和混凝土板

3、连成整体共同受力的横向承重构件,充分发挥型钢受拉,混凝土翼板承受压力的特点。组合梁的破坏一般是由于车荷载的作用下发生疲劳破坏，其破坏的主要特征是剪力连接件发生断裂。剪力连接件是一种把型钢和混凝土板连接在一起共同受力的关键元件，它分为刚性连接件和柔性连接件，其主要形式有栓钉、槽钢、弯起钢筋。本文采用一种新型连接件-开孔波折板剪力连接件，它介于刚性和柔性之间。开孔波折板连接的钢-混凝土组合梁具有承载力高、抗滑移性能强以及整体性能较好的特点。本文以有限元为手段，利用ABAQUS软件建立有限元模型，用波折板抗剪连接件代替传统的栓钉连接件，并引入弹性混凝土

4、，分别考虑不同橡胶掺量、波折板厚度、波折板波高、转折角度、波折板开孔直径、穿孔钢筋直径对波折板抗剪承载力的影响，并根据其荷载-滑移曲线得出波折板抗剪承载力近似公式。在考虑弹性混凝土-钢组合梁单位长度抗剪承载力，建立弹性混凝土组合梁模型，结合局部应力法和Goodman曲线，分析不同橡胶掺量、不同波折板参数对组合梁疲劳寿命的影响。主要结论如下：1）随着橡胶掺量的增加，推出试件中波折板剪力连接件的抗剪承载力下降；随着波折板高度的增高，波折板抗剪承载力增大；开孔直径越大，连接件的抗剪承载力越高；穿孔钢筋直径越大，波折板受剪承载力越高；随着波折板厚度的增高

5、，波折板抗剪承载力增大。2）随着橡胶掺量的增加，弹性混凝土-钢组合梁静力承载力下降，橡胶掺量为10%的弹性混凝土-钢组合梁疲劳寿命最大；随着波折板厚度的增大，弹性混凝土-钢组合梁的疲劳寿命提高；随着波折板转折角度的增大，弹性混凝土-钢组合梁疲劳寿命降低。关键词：组合梁、开孔波折板、弹性混凝土、静力承载力、疲劳寿命AbstractSteel-concretecompositebeamisakindoftransversebearingmember,whichconnectssteelbeamandconcreteplateintoawholestr

6、esscomponentstogetherthroughconnectionswhichresistsshear,inordertomakefulluseofthetensileperformanceofsteelandthecompressionperformanceofconcrete.Thefailureofcompositebeamisusuallyfatiguefailureduetotheeffectsofvehicleloads,andthemainfeatureofitisthattheshearconnectorofthebea

7、mappearsfracture.Theshearconnectorisatypeofkeyelementswhichcombinedconcreteplateandsectionsteeltobeartheloadstogether,itisdividedintorigidconnectorandflexibleconnector.Andthemainformsarestud,channelandbentbar.Thispaperpresentsanewconnections:perforatedcorrugatedplateshearcone

8、ctor,Itliesbetweentherigidandflexible.Thesteel-concretecompositebeam