竹集成材钉节点抗剪性能试验研究

为研究铁钉直径和夹角对节点的破坏模式及承载力、滞回特性、刚度退化、耗能能力等性能的影响,对50个竹集成材（laminated bamboo lumber,LBL）钉节点进行单调和低周反复荷载试验. 结果表明：不同加载模式下的节点破坏模式存在明显区别. 单调荷载作用下,节点的破坏模式主要表现为铁钉“双铰”模式和钉杆下部的纤维压碎破坏. 而在低周反复荷载作用下,大部分的铁钉发生了由于反复弯曲变形所致的疲劳断裂破坏,这种破坏现象却极少发生在振动台试验和实际的地震中. 铁钉直径是影响钉节点受力性能的主要因素,节点的承载能力和刚度随铁钉直径的增加而显著提高,而夹角对节点的力学性能影响较小. LBL钉节点单调加载试件的承载力和刚度均比低周反复荷载加载试件高. 加载初期试件的荷载-位移滞回曲线形状不饱满,具有明显的“捏缩”现象. 试件的累积耗能随铁钉直径增大而增加,并随加载角度增大而减小. 研究成果可为LBL钉节点的设计提供理论依据,并加速其在土木工程领域的应用.     

竹集成材-钢填板螺栓节点受力性能研究

为研究梁柱式竹集成材-钢填板螺栓连接节点在弯剪复合作用下的受力机制及破坏模式,设计并制作了4组共12个梁柱螺栓节点试件,以梁柱间隙及螺栓布置为主要参数,对其进行单调加载试验．试验和计算结果表明：梁柱间隙对螺栓节点弯矩-转角曲线影响显著,当梁柱间隙为20 mm时,螺栓节点出现明显的平台段,考虑梁柱挤压区对承载力的正向作用,曲线出现二次增长现象;随着梁柱间隙的增加,初始刚度、峰值弯矩及延性系数等逐渐降低,破坏形态为梁端顺纹劈裂同时螺栓孔壁承压破坏,螺栓出现单铰屈服模式;基于视频图像相关性(VIC-3D)分析得到在加载过程中螺栓节点区域旋转中心不断变化,并给出了螺栓节点破坏发展过程;建立了梁柱节点初始刚度及预测的弯矩-转角曲线模型,具有较好的适用性．     

集束式长短剪力钉抗剪性能参数影响研究

为了明确剪力钉直径和间距变化对集束式长短剪力钉抗剪性能的影响,通过10组共计34个推出试验,分析了集束式长短剪力钉试件与标准推出试件之间抗剪承载力、抗剪刚度和破坏形态的变化规律,获得了集束式长短剪力钉的荷载-滑移关系,提出了考虑剪力钉顶杆直径和间距变化的集束式长短剪力钉的抗剪承载力计算公式,明确了集束式剪力钉布置下群钉的折减系数.试验结果表明:抗剪承载力和抗剪刚度随着剪力钉直径和纵向间距的增大而增大;群钉的抗剪承载力折减系数为0.71.     

大直径焊钉连接件抗剪性能试验

为了解决部分情况下组合结构桥梁钢-混结合面焊钉布置过密的问题,通过直径22mm,25mm和30mm焊钉的抗剪承载性能模型试验比较分析了直径25mm和30mm大直径焊钉相对于直径22mm常规焊钉破坏模态、承载力、刚度和变形性能的差异,并对国内外桥梁规范中焊钉抗剪承载力设计式对于大直径焊钉的适用性进行了评估.研究结果表明,相对于直径22mm焊钉,直径25mm和30mm焊钉的抗剪承载力平均增大约14%和42%,抗剪刚度平均增大约35%和106%.《公路钢结构桥梁设计规范(送审稿)》、规范Eurocode 4和规范AASHTO LRFD中的抗剪承载力设计式均可较为保守地计算大直径焊钉的抗剪承载力,其中Eurocode 4最为保守.试验值与设计值的比值随焊钉直径的增加而减小.     

栓钉连接件抗剪承载力可靠度分析

基于《公路工程结构可靠度设计统一标准》(GB/T 50283-1999)(以下简称《公路统一标准》),以试验数据为基础,采用一次二阶矩法(JC法),对《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)中栓钉连接件抗剪承载力计算公式进行了可靠度分析.结果表明,规范公式能满足《公路统一标准》的可靠指标要求,但明显偏于保守.继而对栓钉连接件抗剪承载力计算公式进行可靠度校准,得到了混凝土破坏和栓钉破坏2种破坏形态的抗力分项系数,提出了栓钉连接件抗剪承载力的修正公式.可靠度分析表明:修正公式的可靠指标得到了有效减小,并能满足《公路统一标准》的可靠指标要求;相比较规范公式,混凝土破坏和栓钉破坏时承载力分别提高了4.7%和10.0%.     

冷弯厚壁型钢螺栓连接抗剪性能试验

通过30个厚度为10 mm的冷弯厚壁型钢螺栓连接件的静力拉伸试验,考察不同边距、端距下试件的破坏模式、抗剪承载力及相关规范的适用性,并基于试验结果对规程建议公式进行修正.研究结果表明：在考察的边距、端距范围内,试件出现净截面、剪出、剪出与孔壁承压混合三种破坏模式;当试件发生剪出和剪出与孔壁承压混合破坏时,剪切破坏面上存在裂缝;试件达到极限承载力之前,出现在螺栓孔前的裂缝会减小钢板的受剪面积,导致试件抗剪承载力的计算结果高于实测结果;基于实际受剪面修正的剪出破坏承载力计算公式概念清晰,计算精度高;修正后美国规范AISC 360-16的计算结果与试验结果吻合最好,未修正的美国规范ANSI/AISC 360-16次之,而欧洲规范EN 1993-1-8的计算结果偏保守,中国规范GB 50018-2002的计算结果过于保守.     

常温和高温下不锈钢圆柱头栓钉抗剪性能研究

不锈钢材料具有较强的耐候性、良好的表观性、优异的力学性能,近年来在建筑结构中应用越来越广,且不断地向组合结构延伸.栓钉连接件是组合梁的重要组成部分,是实现混凝土板与钢梁共同工作的关键组件.然而,针对常温下和高温下不锈钢圆柱头栓钉抗剪连接件的受力性能研究尚不够充分,尤其是高温下连接件的荷载-滑移曲线更为缺乏.因此,为探究...     

速生杨木胶合板覆面材料钉连接抗剪承载力

通过密实化改性制备了厚度为12mm、密度为0.55～1.13g·cm~(-3)的轻型木结构用杨木胶合板覆面材料;开展了168个覆面材料为定向刨花板(OSB)和不同密度杨木胶合板、墙骨柱为云杉-松-冷杉(SPF)和花旗松的钉连接单调加载试验研究.结果表明:通用的密度为0.65 g·cm~(-3)的OSB和SPF钉连接,当覆面材料厚度由12 mm增至15mm时,钉连接抗剪承载力增幅较小;与12 mm厚OSB-SPF钉连接相比,采用密度不高于0.65 g·cm~(-3)的杨木胶合板,钉连接平行加载抗剪承载力略有降低;当杨木胶合板密度大于0.75 g·cm~(-3)时,钉连接垂直和平行加载抗剪承载力分别提高10.61%～22.35%和36.51%～60.32%,破坏模式主要为墙骨柱劈裂,覆面材料强度未充分发挥;当杨木胶合板密度在0.93～1.13g·cm~(-3)范围时,以花旗松为墙骨柱的钉连接,其垂直和平行加载抗剪承载力分别提高50.28%～59.22%和1.13～2.71倍;采用欧规EN 1995-1-1—2004计算的杨木胶合板钉连接抗剪承载力具有较高精度.     

焊钉橡胶组合连接件抗剪性能试验

为了在确保钢与混凝土连接件抗剪承载力不变的情况下达到降低抗剪刚度的目的,提出了焊钉杆部外套橡胶的组合连接件构造.以橡胶套设置与否以及橡胶套的高度、厚度为参数进行了18个模型试件在单调和反复加载作用下的抗剪推出试验,结果表明,外套橡胶的组合连接件相比于普通焊钉连接件其抗剪承载力基本保持不变,抗剪刚度显著减小;在反复加载作用下两者具有相同的变形恢复性能;组合连接件的橡胶套高度宜小于焊钉高度的3/4、厚度在到达焊钉直径的1/8时已经能够起到显著减小抗剪刚度的效果.     

套筒连接的预制拼装桥墩抗剪性能试验

为了探究采用灌浆套筒连接预制拼装桥墩的抗剪性能和影响因素,对拼接缝位置、截面中心增设无黏结预应力筋、拼接面增设剪力键齿的预制拼装桥墩试件及现浇混凝土桥墩试件进行了拟静力试验.分析比较了试件的损伤发展过程和最终的破坏模式.从滞回曲线、极限剪切承载力、变形等方面探讨了试件的抗剪性能,并与现浇混凝土试件的抗剪性能进行了比较.试验结果表明,采用灌浆套筒连接构造的预制拼装桥墩主要表现为弯剪破坏模式,变形能力和耗能能力良好,且与现浇试件抗剪性能相近.截面中心增设无黏结预应力筋的试件,可提高抗剪承载力,并降低了残余变形.     

螺钉端距对自攻螺钉连接抗剪性能的影响研究

超薄壁冷弯型钢结构体系均采用自攻螺钉连接,自攻螺钉的力学性能直接影响该结构体系的力学性能稳定性。建立三组6个试件探讨不同端距对自攻螺钉连接超薄壁钢板材的抗剪性能。结果表明:螺钉端距对自攻螺钉连接的抗剪性能影响较大,建议合理端距取4～5倍螺钉直径。     

空间角钢骨架加强节点变形及抗剪能力试验

文章基于4个空间角钢骨架加强节点低周反复荷载试验,分析了空间角钢骨架加强节点的裂缝开展、剪切变形和节点转动机理,从中发现空间角钢骨架对节点开裂方式的本质影响,从而提出了节点开裂剪力计算方法,并将理论计算结果与实际值进行比较分析,得出了空间角钢骨架对节点抗剪性能的影响,给出了节点抗剪承载力设计建议公式。     

方钢管混凝土柱节点的抗剪受力分析

为研究方钢管混凝土柱节点的受剪屈服问题,建立了方钢管混凝土柱节点抗剪受力模型。该模型在试验的基础上,将方钢管混凝土柱节点抗剪受力过程分为协同工作、共同工作、屈服强化和极限变形4个阶段,抗剪受力由钢管腹板和节点核心区混凝土共同承担,其中核心区混凝土又以平面抗剪和压杆模式分别对抗剪承载力作出贡献。综合考虑这三者的作用,该模型与试验结果吻合较好。使用该模型可对方钢管混凝土柱节点的受剪和变形等性能进行分析研究。     

型钢混凝土转换节点的抗剪性能

通过对连续型钢混凝土梁式转换层结构模型的两种加载方式进行拟静力试验,对比分析了型钢混凝土转换节点与柱不带轴压力型钢混凝土框架节点的抗震特性,得到了区别于普通框架节点的转换节点破坏机制、耗能能力、强度退化等.建立有限元模型,进一步对比分析,证明了转换节点在地震作用下的受力特性符合节点斜压杆机理,建立了型钢混凝土节点抗剪受力模型.     

碳纤维板与混凝土抗剪粘接性能试验研究

经过试验研究,测定了复合材料碳纤维板与混凝土的有效粘接长度．并采用简单适用的粘接锚固措施．获得了碳纤维板与混凝土的界面破坏形式．试验结果表明．复合材料碳纤维板与混凝土的有效粘接长度约为200mm左右．碳纤维板与混凝土的界面抗剪粘接强度在20～30MPa之间．     

考虑剪胀效应的土钉抗拔承载力计算

土钉抗拔承载力是土钉设计中的关键指标之一,但根据相关规范推荐的经验公式得出的计算值范围较大。假定土钉和周围土体的界面强度服从摩尔-库仑准则,并考虑其剪胀性,推导出了土钉侧摩阻力及轴力的解析表达式,从而得到了土钉抗拔承载力的计算公式。通过与试验值的对比,证明了本文公式的有效性。     

T形钢连接梁柱节点的试验和抗剪计算方法研究

通过对4个中空夹层钢管混凝土柱-钢混凝土梁采用高强螺栓T形钢连接的组合节点的低周反复荷载试验,研究了其典型破坏形态及节点域的剪力-剪切变形骨架曲线;在此基础上,对其节点域的传力机理和抗剪性能进行了理论全过程分析,分别建立了节点域钢管腹板、钢管翼缘和夹层混凝土的剪力-剪切变形的三折线模型,并根据剪切变形协调条件对三部分曲线进行简化后叠加,由此得到整个节点域的屈服抗剪承载力和极限抗剪承载力的计算公式,并将理论计算结果与试验数据进行对比,二者整体吻合较好.     

高温下栓钉剪力连接件受力性能的试验

为研究高温下栓钉的抗剪性能,对24个栓钉推出试件进行了高温下推出试验.试验考虑了平板、压型钢板肋与钢梁垂直和压型钢板肋与钢梁平行三种混凝土板型式,考察了栓钉在不同温度下不同混凝土板型式中的受力特点和破坏模式.试验结果表明:平板混凝土试件和压型钢板肋与钢梁平行的试件均为焊缝上侧栓钉剪断破坏,而压型钢板肋与钢梁垂直的试件在温度较低时为混凝土拔出破坏,温度较高时转为栓钉剪断破坏.另外,三种混凝土板型式中栓钉的抗剪承载力和刚度均随温度的升高而降低,且平板混凝土试件和压型钢板肋与钢梁平行的试件中栓钉的承载力比压型钢板肋与钢梁垂直的试件中栓钉要高.通过对试验数据的拟合,提出了高温下栓钉抗剪承载力的计算公式.     

复合齿槽劲性连接预制剪力墙抗剪性能试验研究

为研究钢筋截面面积和H型钢抗剪键对试件抗剪性能的影响,设计制作了3片剪跨比为0.87的足尺寸装配式低矮剪力墙试件.主要研究了在竖向轴压力保持不变的状态下,3片剪力墙试件通过单调推覆荷载作用的破坏过程和最终破坏形态、各阶段荷载特征值、荷载-位移曲线,对比分析了新、旧混凝土结合面处普通凿毛、增加钢筋截面面积、增设H型钢抗剪键3种不同的构造处理方式对试件抗剪性能的影响.得出主要结论如下:3片试件的破坏过程及最终破坏形态较为接近,均是剪力墙试件右侧暗柱根部钢筋受拉屈服甚至拉断,左侧暗柱根部混凝土压溃脱落,结合面处开展的水平裂缝为主裂缝;3片剪力墙试件在复合齿槽处的U型钢筋搭接连接均能有效地传递应力,且增加结合面处钢筋截面面积以及增设H型钢抗剪键均能有效地提高试件的抗剪承载力,试件YZW-1、YZW-2、YZW-3的峰值承载力分别为773.4 kN、950.3 kN、925.3 kN,增加钢筋截面面积的试件YZW-2极限承载力提高了22.9%,增设H型钢的试件YZW-3极限承载力提高了19.7%.通过对比3片试件的荷载-位移曲线可以看出,试件YZW-2相较于试件YZW-1,刚度提高很多,抗侧移能...