钢-RPC混组合结构中剪力钉的力学性能

摘要

活性粉末混凝土(reactive powder concrete，RPC)是一种新型混凝土，具有高强度、低脆性、高耐久性和良好工作性能等特性，因此钢-RPC混凝土组合梁在桥梁结构领域具有广阔的应用前景。剪力钉作为连接钢梁与RPC混凝土板以实现共同工作的关键构件，其主要作用是传递钢梁与混凝土板之间的纵向剪力以及抵抗两者之间的掀起作用，但目前有关剪力钉在钢-RPC混组合结构中的力学性能方面的研究相对较少。因此，对钢-RPC组合结构中的剪力钉承载能力、变形能力等力学性能进行研究是十分必要的。论文基于试验结果及理论模型分析，提出了钢-RPC混组合结构中剪力钉的极限承载力计算公式以及荷载-滑移方程，主要进行了以下几个方面的工作:
　　(1)钢-RPC组合结构中剪力钉的荷载-滑移方程的建立:根据试验结果，分析了剪力钉的破坏形态，并对极限承载力、屈服荷载、荷载滑移量等静力力学性能指标进行统计分析，通过回归分析方法提出了剪力钉在钢-RPC组合结构中的荷载-滑移经验公式。同时，基于弹性地基梁理论，提出了剪力钉在RPC中的荷载滑移理论公式。
　　(2)钢-RPC组合结构中剪力钉的应力分析:利用ANSYS有限元软件，建立剪力钉推出试验的有限元仿真模型，对比分析不同长径比剪力钉的应力分布规律，证明长径比小于4的剪力钉可适用于RPC板。
　　(3)钢-RPC组合结构中剪力钉极限承载力的计算:根据有限元模型的应力分析结果，借鉴相关学者研究成果，结合弹性地基梁理论模型及剪力-摩擦理论模型，提出了钢-RPC组合结构中剪力钉极限承载力的计算方法。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 选题背景及研究意义

1．2 剪力连接件的发展概况

1．3 活性粉末混凝土(RPC)简介

1．3．1 活性粉末混凝土(RPC)的基本原理

1．3．2 活性粉末混凝土(RPC)材料特性

1．3．3 RPC研究现状

1．4 本文研究必要性及主要内容

第2章 剪力钉推出试验

2．1 引言

2．2 试验设计与加载

2．2．1 试件形式

2．2．2 试验加载及测试方法

2．3 试验结果

2．3．1 荷载-滑移曲线分析

2．3．2 试验现象分析

2．4 剪力钉承载模型

2．5 承载能力

2．6 本章小结

第3章 推出试验的有限元模型分析

3．1 引言

3．2 ANSYS推出试验模型

3．2．1 本构关系

3．2．2 有限元模型的建立

3．2．3 网格划分

3．2．4 非线性求解

3．3 剪力钉应力及变形分析

3．4 长径比影响分析

3．5 荷载-滑移曲线

3．6 本章小结

第4章 RPC混凝土中剪力钉极限承载力及滑移计算

4．1 引言

4．2 剪力键承载的剪力-摩擦理论

4．2．1 温克尔弹性地基梁模型

4．2．2 剪力钉承载的剪力-摩擦效应

4．3 剪力钉承载能力

4．3．1 影响因素分析

4．3．2 钢-RPC组合结构中剪力钉承载力公式

4．4 剪力钉荷载-滑移方程

4．4．1 荷载-滑移曲线的回归方程

4．4．2 影响因素分析

4．4．3 荷载-滑移经验公式

4．4．4 基于插销作用-温克尔地基梁的变形公式

4．5 本章小结

结论与展望

一．本文主要研究结论

二．有待进一步研究的内容

致谢

参考文献