考虑疲劳损伤的栓钉式组合梁剩余承载力计算方法

摘要

为研究钢-混组合梁在疲劳荷载下剩余承载力退化规律,引入考虑栓钉初始缺陷的基于断裂力学的承载力退化模型及经典钢梁、混凝土板承载力退化模型,并通过考虑不同疲劳荷载后退化为非完全抗剪结构的剩余极限承载力计算模型,建立了组合梁在常幅疲劳荷载下的剩余承载力预测计算方法,通过典型5组试验梁疲劳试验数据的对比验证了所提出的预测方法的有效性,在此基础上对关键影响因素进行了参数分析.结果表明:本文提出的承载力计算方法具有较高的准确性,误差控制在8%以内;疲劳加载下,组合梁各构件强度以不同速率发生退化,栓钉最快,钢梁次之,混凝土板最慢,且加载前期组合梁承载力退化程度由钢梁主导,后期由栓钉连接件主导;承载力退化速率随着加载次数的增加而不断增加,前期增长较缓,基本呈线性分布,后期增加迅速,呈指数型分布,其后期承载力衰减占总衰减的比例可高达70%以上;栓钉间距(抗剪连接度)、栓钉初始缺陷、荷载幅值是控制疲劳承载力退化的重要因素,需在工程设计中加以控制以满足桥梁正常运营.