钢箱拱肋的钢砼结合段剪力连接件受力研究

摘要

钢-混凝土结合段是实现钢结构与混凝土结构可靠衔接与保证受力安全、过渡平顺的重要结构，广泛应用于大跨度混合梁斜拉桥、钢桥塔底部结合段、钢管混凝土拱肋与拱座接合部、高层建筑的柱子与基础的连接等工程方面。因此，对钢混结合段的连接件进行设计参数和受力分布的研究对工程实践有重要意义。
　　本文依托盘锦辽东湾跨内湖中桥工程设计，介绍钢混结合段的分类与组成、应用研究的历史与现状、连接件的强度与刚度等方面，研究单个剪力连接件的试验的数值模拟方法与假定，分析了影响连接件承载力的各种参数，探明了多排多层连接件的受力分布与变化情况。本文主要运用数值模拟的方法进行了相关研究，并与前人的研究成果相比对，主要内容与成果如下:
　　1.对单个连接件的试验过程进行数值模拟。对结构材料的本构关系、各种构件的相互的接触及边界条件进行探讨与规定，其中着重考虑了PBL的接触非线性与材料的弹塑性等重要影响方面。通过ANSYS Workbench软件进行了数值分析，分析结果表明，各个模型的荷载-滑移曲线与前人的研究成果很接近，PBL试件的接触非线性现象明显。
　　2.对影响连接件的各种参数——剪力钉的长度与直径、开孔板的板厚与孔径、贯通钢筋的长度与直径展开研究。结果表明，剪力钉的直径、开孔板板厚、贯通钢筋的直径对其受力影响显著，其他则相对影响较弱。
　　3.对连接件的受力分布与变化的研究。参考本文工程背景，选取了钢混结合段的三个多层连接件构成的子模型，分析各层连接件的荷载分布与变化情况，结果表明，各层连接件的受力离散型很大，呈现出两端大中间小的马鞍形分布，各层连接件的受力随荷载的变化较小。