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组合结构中栓钉连接件的试验与分析研究

王智博  
【摘要】:钢-混凝土组合结构作为一种合理的结构形式,以其构件和结构承载能力高、刚度大、截面尺寸小和良好的抗震性能,并且具有显著的技术经济效益和社会效益等许多突出的优点,逐渐成为本世纪我国土木工程中的重要结构形式。而研究钢.混凝土组合结构所必须研究解决的基本问题之一就是剪力连接问题。剪力连接是保证钢材和钢筋混凝土构成整体而共同受力和协调变形的重要手段,其中圆柱头栓钉连接件应用最为广泛,已经成为连接件的标准形式。因此开展圆柱头栓钉剪力连接件受力性能的研究,进一步推动其广泛应用,从而促进钢-混凝土组合结构的发展有着积极而重要的意义。 本文研究钢-混凝土组合结构中主要的栓钉剪力连接件形式,研究栓钉连接件的受力性能和破坏形式。通过对圆柱头栓钉连接件进行拉拔力试验和有限元数值模拟,对目前规范中所规定的栓钉的几何尺寸进行分析,确定栓钉本身的薄弱环节并提出改进措施。然后研究用普通螺纹钢筋来代替栓钉剪力连接件,研究影响螺纹钢T形焊接的主要工艺参数,通过初步试验研究,为进一步的工作提出基本思路。 本文通过试验和有限元分析研究表明,栓钉尺寸在栓钉帽的厚度方向需要适当加强,加强值根据直径为2或3mm;而用螺纹钢筋来代替栓钉剪力连接件件是可行的,但是需要在焊接工艺参数上进行严格的控制,另外焊接完毕以后要参照相关的国家规范进行严格的检验。


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