高速鐵路空間剛架結(jié)構(gòu)鋼-混結(jié)合段力學(xué)行為研究.pdf

1、鋼-混組合結(jié)構(gòu)以其獨(dú)特的力學(xué)優(yōu)勢而廣泛應(yīng)用于工程實(shí)踐之中，而鋼-混結(jié)合段又因?yàn)槠鋬?nèi)部構(gòu)造和受力均較復(fù)雜、結(jié)合部位一般長度較小而截面寬大等原因，成為鋼-混組合結(jié)構(gòu)中難以采用常規(guī)梁單元理論進(jìn)行分析的部位。此外，新型PBL剪力鍵在組合結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用得到逐步推廣，而相關(guān)的理論研究進(jìn)展卻相對(duì)緩慢，也是目前鋼-混組合結(jié)構(gòu)研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。
　　 本文以某高速鐵路空間剛架結(jié)構(gòu)為工程背景，通過大比例節(jié)段模型試驗(yàn)和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，重點(diǎn)研究

2、了橫梁與側(cè)墻連接的鋼.混結(jié)合段的力學(xué)行為和傳力機(jī)理，探討了不同抗剪剛度和構(gòu)造特點(diǎn)對(duì)結(jié)合段力學(xué)行為的影響。主要的研究內(nèi)容與結(jié)論如下：
　　 1)回顧了當(dāng)前主要鋼-混組合結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷程，對(duì)比了世界各國在鋼-混組合梁方面的主要研究成果，指出了不同國家在鋼-混組合結(jié)構(gòu)研究成果中的異同。
　　 2)設(shè)計(jì)了大比例試驗(yàn)?zāi)Ｐ停M(jìn)行了1.0P和1.7P兩工況下的靜載試驗(yàn)。在兩荷載工況作用下，模型各測點(diǎn)應(yīng)力水平普遍較低，材料的實(shí)測應(yīng)力與設(shè)計(jì)

3、強(qiáng)度相比相去甚遠(yuǎn)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有較大的安全儲(chǔ)備，模型內(nèi)PBL剪力鍵鋼板和混凝土之間基本不存在相對(duì)滑移。
　　 3)通過理論計(jì)算與實(shí)測數(shù)據(jù)對(duì)比，認(rèn)為：空間剛架結(jié)構(gòu)鋼-混結(jié)合段傳力的主要部位在上部結(jié)合段。該區(qū)域內(nèi)，各構(gòu)件的應(yīng)力分布規(guī)律大致相同，均是以模型頂部為基點(diǎn)，隨著距模型頂部距離的增加，應(yīng)力水平呈遞增趨勢，應(yīng)力總體表現(xiàn)為內(nèi)側(cè)受壓、外側(cè)受拉，且壓應(yīng)力水平顯著高于拉應(yīng)力；在下部側(cè)墻區(qū)域，應(yīng)力分布趨于均勻、緩和，應(yīng)力峰值也有所回落，說明在

4、經(jīng)過結(jié)合段的過渡之后，應(yīng)力已經(jīng)基本擴(kuò)散，分布也趨于均勻。
　　 4)對(duì)有限元節(jié)點(diǎn)積分，得到了翼緣板和PBL剪力鍵承擔(dān)的豎向荷載大小和占總荷載的比例，明確了各自在荷載傳遞過程中的貢獻(xiàn)程度；并依此，分析了空間剛架鋼-混結(jié)合段的橫向和豎向荷載傳遞方式，給出了荷載傳力路徑。
　　 5)通過對(duì)有限元模型的參數(shù)分析，認(rèn)為在PBL剪力鍵設(shè)計(jì)合理的前提下，抗剪剛度對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響不大；承壓板的設(shè)置情況對(duì)應(yīng)力的大小及分布有較大的影響，承壓