成人免费午夜视频_草逼一区_精品在线观看一区二区三区_欧美一区黄色_亚洲91精品_成人一级免费

陜西土木建筑網(wǎng)首頁 > 建筑論文 > 工程結(jié)構(gòu) > 高強(qiáng)高性能混凝土中栓釘受力性能研究

閱讀 6291 次 高強(qiáng)高性能混凝土中栓釘受力性能研究

摘要:本文通過栓釘在混凝土中的受力和破壞機(jī)理的研究,指出栓釘?shù)慕呛缚p設(shè)計(jì)和質(zhì)量對(duì)栓釘?shù)氖芰π阅苡绊戄^大,并給出設(shè)計(jì)建議。結(jié)合相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究,給出栓釘在高強(qiáng)高性能混凝土承載力設(shè)計(jì)公式。...
 
高強(qiáng)高性能混凝土中栓釘受力性能研究
 
王耀峰   車順利
(1.陜西測(cè)繪局后勤服務(wù)中心 710054 西安
2.中國(guó)建筑西北設(shè)計(jì)研究院有限公司 710003 西安)
 
    型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)具有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)各自的優(yōu)點(diǎn),該結(jié)構(gòu)形式可以盡可能的發(fā)揮鋼材和混凝土材料各自的特點(diǎn),因此獲得了廣泛的研究和應(yīng)用。組合結(jié)構(gòu)在受力性能及綜合指標(biāo)方面具有優(yōu)越性的同時(shí),其力學(xué)行為也就更復(fù)雜。型鋼與混凝土共同工作的基礎(chǔ)是界面能夠傳遞剪力使二者的應(yīng)力及變形協(xié)調(diào),否則其相互間的組合作用將不能完全發(fā)揮,從而影響構(gòu)件的受力性能,可見型鋼與混凝土界面會(huì)成為結(jié)構(gòu)構(gòu)件的薄弱區(qū),“組合作用”的強(qiáng)弱具有決定性的作用。
 
    高強(qiáng)高性能混凝土作為普通混凝土的替代產(chǎn)品,必將會(huì)在型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)中得到應(yīng)用。但如何實(shí)現(xiàn)型鋼與高強(qiáng)高性能混凝土的恰當(dāng)組合就成為型鋼高強(qiáng)高性能混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)的首要問題。栓釘作為常用的剪切連接方式,其在普通混凝土中的性能已有一定的研究,但其在高強(qiáng)高性能混凝土中的性能的研究報(bào)道卻很少。只有搞清楚高強(qiáng)高性能混凝土中栓釘受力性能,才能使設(shè)計(jì)人員在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中有所依從,避免盲目性設(shè)計(jì),從而有利于提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠性與安全性。
 
一、栓釘?shù)氖芰C(jī)理
    研究表明,在荷載作用下栓釘連接件所受的剪力大部分作用在栓釘圓形焊縫上,栓釘根部的混凝土首先破壞,并迫使栓釘上部變形,栓釘受到了彎矩、軸力和剪力的聯(lián)合作用,這樣就導(dǎo)致栓釘連接件在工作中產(chǎn)生兩種破壞模式:①栓釘連接件本身被剪斷。當(dāng)栓釘連接件本身尺寸較小、混凝土強(qiáng)度又較高時(shí),連接件受力作用后,栓釘連接件達(dá)到極限抗剪強(qiáng)度而被剪斷。②栓釘周圍混凝土被壓碎。當(dāng)栓釘直徑較大、抗剪強(qiáng)度較高,而周圍混凝土強(qiáng)度卻較低時(shí),在外荷載達(dá)到較大值時(shí),栓釘前面根部的混凝土?xí)霈F(xiàn)局部受壓而破碎或劈裂。
 
    可見栓釘連接件在混凝土中的性能與混凝土性質(zhì)有著密切關(guān)系。外荷載通過栓釘焊縫傳給栓釘根部,在栓釘根部混凝土產(chǎn)生局部壓力,并且發(fā)生了較大變形,使整個(gè)栓釘產(chǎn)生一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢(shì),而栓釘上端混凝土對(duì)栓釘?shù)倪@種趨勢(shì)給予約束。隨著荷載的增加,當(dāng)栓釘截面面積較大時(shí),栓釘根部混凝土很快進(jìn)入彈塑性工作狀態(tài),而栓釘還是處于彈性工作狀態(tài)。隨著荷載的繼續(xù)增加,混凝土的塑性區(qū)由栓釘根部向上發(fā)展,相對(duì)滑移增加越來越快,非線性越來越明顯,接著混凝土達(dá)到了極限強(qiáng)度而被壓碎或劈裂,這時(shí)的承載力主要取決于混凝土強(qiáng)度。如果栓釘截面面積較小,而混凝土強(qiáng)度又較高,考慮栓釘根部混凝土受到栓釘、工字鋼及周圍混凝土的約束作用,提高了混凝土受壓強(qiáng)度,隨著荷載逐漸加大,栓釘連接件變形受到了限制,很快達(dá)到栓釘抗剪能力而被剪斷。
 
二、實(shí)驗(yàn)研究
    基于上述栓釘?shù)氖芰C(jī)理,在試件設(shè)計(jì)中分別考慮了栓釘?shù)闹睆健⒒炷翉?qiáng)度等級(jí)、栓釘焊縫面積的大小以及焊接方法等幾個(gè)因素,部分試件參數(shù)見表1和圖1。為了確保混凝土的質(zhì)量,實(shí)驗(yàn)中對(duì)材料進(jìn)行了精心選擇。栓釘?shù)目估瓘?qiáng)度415Mpa,屈服強(qiáng)度345Mpa。實(shí)驗(yàn)加載在100噸擬靜力液壓伺服作動(dòng)器上進(jìn)行(見圖2)。
 
三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
    通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理,不同規(guī)格栓釘所對(duì)應(yīng)的荷載-滑移曲線如圖3所示。由于栓釘?shù)淖冃文芰κ芷涞撞考s束的影響,在高強(qiáng)高性能混凝土中栓釘?shù)淖畲蠡谱冃瘟棵黠@偏小。對(duì)于在C80的高強(qiáng)高性能混凝土中,隨著栓釘截面的增加,試件的變形量減小。尤其是當(dāng)栓釘規(guī)格為φ22時(shí),其變形量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于6mm,試件趨于脆性破壞。為了改善試件的變形性能,通過理論分析和實(shí)驗(yàn)研究,設(shè)計(jì)了試件SRC-S5,即在保持總間距不變的條件下,縮小相鄰栓釘?shù)拈g距。實(shí)驗(yàn)表明改進(jìn)后的試件變形性能大大增加,且承載力下降不多。在圖4反映了混凝土強(qiáng)度等級(jí)對(duì)栓釘承載力的影響,可見隨著凝土強(qiáng)度等級(jí)的提高,承載力有所上升,但相比混凝土強(qiáng)度的變化,承載力提高有限。
    栓釘在高強(qiáng)高性能混凝土中破壞形式同在普通混凝土中差別也較大。其在高強(qiáng)高性能混凝土的剛性約束下,栓釘?shù)淖冃纹茐闹饕性谒ㄡ敽改_底部約10mm的范圍內(nèi),其變形和破壞過程可用圖5來描述。
    圖5a表明,試件受力后,混凝土的壓力直接作用于栓釘焊縫前側(cè);在圖5b中,隨著荷載的增加,栓釘前混凝土的壓力增加,這時(shí)栓釘?shù)撞亢缚p區(qū)承擔(dān)了大部分荷載,此時(shí)的混凝土受力狀態(tài)并非三軸受力狀態(tài),因而其極限承載力提高不多。由于高強(qiáng)高性能混凝土的作用,栓釘?shù)淖冃渭邪l(fā)生在焊縫附近,栓釘變形范圍外呈剛性狀態(tài)。與此同時(shí),栓釘變形處出現(xiàn)混凝土鍥形區(qū),其由塑性混凝土和強(qiáng)化混凝土組成。對(duì)于圖5c,隨著變形的發(fā)展,作用力合力點(diǎn)上移。若荷載繼續(xù)增加,后續(xù)混凝土在力的作用下會(huì)越過栓釘。栓釘右側(cè)附近混凝土與型鋼之間僅存摩擦力作用,其作用大小與骨料表面的性能密切相關(guān)。隨著塑性混凝土的增多,該區(qū)域高度增加,相應(yīng)的栓釘?shù)某休d力范圍也得到提高,變形能力增加,從而相應(yīng)的承載力也提高了。圖5d狀態(tài)下,作用力合力點(diǎn)仍會(huì)出現(xiàn)稍許上移,但試件的主要受力區(qū)仍集中在栓釘?shù)撞繀^(qū)域,即混凝土鍥形區(qū)高度范圍。隨著變形的加劇,栓釘?shù)撞堪l(fā)生塑性變形。若混凝土強(qiáng)度較低,栓釘會(huì)產(chǎn)生附加變形,破壞經(jīng)常會(huì)發(fā)生在焊腳附近。實(shí)驗(yàn)表明,混凝土采用C100或栓釘采用φ16的試件,其破壞基本上由栓釘破壞控制。為此,實(shí)驗(yàn)還分別考察了不同的焊縫尺寸和施焊方法對(duì)栓釘性能的影響。實(shí)驗(yàn)表明,隨著焊縫尺寸的增加和焊縫質(zhì)量的提高,栓釘在高強(qiáng)高性能混凝土中的承載力有不同程度的提高,可見栓釘焊縫尺寸和焊縫質(zhì)量的好壞也是影響栓釘在高強(qiáng)高性能混凝土性能的重要方面。
 
    基于上述栓釘受力機(jī)理的分析和實(shí)驗(yàn)研究,最終歸納出高強(qiáng)高性能混凝土中栓釘?shù)某休d力公式如下:
    式中:fu為栓釘材質(zhì)的抗拉強(qiáng)度;d為栓釘?shù)闹睆剑籬f,bf分別為焊腳的高度和寬度;fc為混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。由于式(1)為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合而來,建議實(shí)際工程使用中采取適當(dāng)?shù)陌踩禂?shù),建議取1.3。
 
四、小結(jié)
    為了提高栓釘在高強(qiáng)高性能混凝土中的變形能力,改善組合構(gòu)件的受力性能,可采用增加栓釘?shù)暮改_尺寸、采用雙栓釘密焊以及采用高強(qiáng)鋼材與栓釘連接等方式。另一方面,對(duì)栓釘?shù)膸缀涡螤詈统叽邕M(jìn)行優(yōu)化,如采用異性栓釘如Y型、螺旋形、p型等,也可實(shí)現(xiàn)栓釘受力性能的改善。本文的研究?jī)?nèi)容可為型鋼高強(qiáng)高性能混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)提供設(shè)計(jì)借鑒和參考。
 
參考文獻(xiàn):
    [1] 王連廣.鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)理論與計(jì)算[M].科學(xué)出版社,2005
    [2] Roeder,C.W., Chmielowski.R., and Brown,C.B. Shear Connector Requirements for Embedded Steel Sections[J]. Journal of Structural Engineering, ASCE, 1999, 125(2):142~151.
 
 
(本文來源:陜西省土木建筑學(xué)會(huì)  文徑網(wǎng)絡(luò):文徑 尹維維 編輯  劉真 審核)
 
主站蜘蛛池模板: www.在线播放 | 国产精品射 | 一级免费毛片 | 亚洲一区二区三区在线视频 | 在线免费观看av网站 | 二区在线视频 | 9999精品视频 | 国产成人综合亚洲 | 国产精品三级一区二区 | 久久久久久久久久国产 | av高清在线 | 亚洲高清视频在线 | 国产精品免费网站 | 国产成人在线播放 | 成人一区二区视频 | 91久久久久久 | 国产伊人精品 | 国产精成人 | 亚洲精品自拍 | 男人天堂网在线观看 | 不卡影视| 精品一区二区三区免费观看 | 一区二区日本 | 91色乱码一区二区三区 | 日韩国产在线播放 | 精品国产91久久久久久 | 黄色伊人| 在线激情网站 | 久久国产精品精品国产色婷婷 | 韩日一级| 亚洲免费成人 | 中文字幕一区二区三区在线视频 | 91久久国产 | 日韩免费精品视频 | 欧美成人一级 | 国产激情在线视频 | 久久综合久久综合久久 | 国产精品国产三级国产aⅴ入口 | 婷婷欧美 | 精品一区二区三区视频 | 欧美日韩国产在线一区 |