PBL剪力键受力性能研究及承载力影响因素分析

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1、分类号：单位代码：10153UDC:密级：公开硕士学位论文PBL剪力键受力性能研究及承载力影响因素分析作者姓名：陈德昊入学年份：2013年9月指导教师：包龙生教授学科专业：桥梁与隧道工程申请学位：工学硕士所在单位：交通工程学院论文提交日期：2015年11月论文答辩日期：2015年12月学位授予日期：2016年1月答辩委员会主席：王立红答辩委员会组成：王立红宋福春张海王占飞薛兴伟论文评阅人：ScannedbyCamScanner硕士研究生学位论文摘要I摘要钢-混组合结构在桥梁工程中的应用日益广泛，PBL剪力键作为一种

2、新型的剪力连接构件用来连接钢和混凝土，使得钢材与混凝土两种材料协同受力，并伴随着我国的桥梁行业得到极大的发展，其受力性能得到越来越广泛的关注。目前国内外各研究机构对PBL剪力键的研究相对较少，且构件形式、试验方法单一，研究人员所研究的侧重点不尽相同，加之影响其受力性能因素众多，这就造成了很难形成明确统一的规范。为了进一步研究PBL剪力键在承载时的受力特点及抗剪承载力，在传统PBL剪力键的结构形式上对构造形式优化改进。通过有限元软件对其受力影响因素进行分析，分别研究钢筋直径、混凝土强度等级、钢板与混凝土之间有无粘结、

3、钢板厚度等因素对PBL键受力的影响，研究发现含有贯穿钢筋的PBL剪力键当钢板的厚度设置为24mm-28mm时构件的极限承载力增长趋势变缓直到不再增大，钢板的孔径从30mm增至60mm时，构件的极限承载力从1600kN增加到了1950kN，增加了11.7%。通过理论研究发现本文所采取的模拟方法和参数是基本可行的，能够反映构件的受力特点，且数值模拟结果与试验结果也基本吻合，证实了有限元分析在PBL剪力键研究中的可靠性。最后针对PBL剪力键群的研究现状，结合前文研究总结出目前存在的问题，针对PBL剪力键群现状提出一些改进

4、措施，并在构件的设计上提出一些设计思路和注意要点，为以后的研究提供参考。本文就PBL剪力键主要开展了以下几方面的研究和探讨：（1）查阅国内外前人优秀的研究成果，总结出本文课题的发展现状、存在的问题及未来的发展趋势；（2）在大量阅读文献的基础上总结提炼出常用的剪力键构造特点、对应的受力特征及破坏形态，从而有一个宏观的认识；（3）在传统的PBL剪力键的构造形式上有所创新，通过构造形式的改进，提出一种改进型PBL剪力键，探讨其受力破坏特征、荷载-滑移曲线规律等；（4）建立大型有限元分析软件ANSYS对构件进行理论分析，针

5、对有无贯穿钢筋将PBL剪力键分类，并分别运用参数分析法探讨不同的钢筋直径、混凝土强度等级、钢板与混凝土间的粘结、钢板厚度等因素对改进型PBL剪力键的影响；（5）基于目前的PBL剪力键群提出一些构造方面的改进、设计方面的思路和方法；（6）总结本文研究的主要研究成果及结论，指出本文研究不足之处，并对未来的PBL剪力键发展趋势做进一步的展望。关键词：改进PBL剪力键；影响因素；参数分析；有限元分析；PBL剪力键群II摘要硕士研究生学位论文硕士研究生学位论文AbstractIIIAbstractTheapplication

6、ofsteel-concretecomponentsinbridgeconstructionismorewidely,PBLshearconnectorsasanewshearconnectorsusedtoconnectsteelandconcrete,alongwiththebridgeindustrycontinuousdevelopment,itsforceperformancehasbeentakenseriouslygradually.Institutesathomeandabroadresearcha

7、tPBLshearconnectorisrelativelysmallcurrently,andtheformsofthepartsresearchersstudiedatwillnotbethesame,inaddition,thefactorsaffectingtheperformanceofthePBLshearsaredifferent,whichresultmuchdifficultinformingaunifiedspecification.Basedonthis,inordertostudyonthe

8、performanceofPBLshearconnectorsmorefurther,wehaveputforwardaimprovedformonthebasisofhetraditionalPBLshearconnectors,andanalyzeditsforcebyfiniteelementsoftware,andinfluencingfactors