鋼砼組合結構PBH剪力鍵的疲勞性能

范亮　閆龍彪　呂娜

摘要：

為了研究鋼箱砼組合結構中PBH剪力鍵在反復荷載作用下的疲勞性能，設計制作了PBH剪力鍵試驗模型，進行了24萬次疲勞推出試驗。在疲勞破壞形態和試驗滑移及應變數據分析的基礎上，利用數值工具開展肋板開孔孔徑、穿入鋼筋直徑、混凝土強度3個參數的PBH剪力鍵疲勞壽命影響因素分析。研究表明：PBH剪力鍵的疲勞破壞形態與靜載破壞相似，表觀表現為混凝土面多處斜向劈裂裂縫、內部榫孔混凝土壓碎、穿入鋼筋局部屈服；疲勞破壞演化過程分為疲勞損傷開始、發展、破壞3個階段，其中疲勞發展階段占整個疲勞階段的91.7%，結構剛度在疲勞損傷開始和發展階段退化較慢，在疲勞破壞階段退化較快；肋板開孔孔徑、穿入鋼筋直徑、混凝土強度3個參數對PBH剪力鍵疲勞壽命影響均有明顯影響，其中穿入鋼筋直徑對疲勞壽命的影響尤為突出。

關鍵詞：

組合結構；剪力鍵；疲勞試驗；疲勞壽命

中圖分類號：TU 398.9

文獻標志碼：A文章編號：16744764（2016）06009708

Abstract：

PBH test model is designed and 240000 times fatigue tests were conducted to investigate the steel boxconcrete composite structure of PBH shear connector under repeated load fatigue performance. The fatigue failure pattern and test data are analysed. Take advantage of the finite element software to analysis the floor opening aperture， wear into the steel bar diameter， concrete strength influence of the PBH fatigue. Results showed that the PBHs fatigue failure pattern is similar to static， which is concrete surface appear oblique splitting cracks， concrete tenor crushed， through the steel yield. Fatigue damage can be divided into beginning and development and damage three stages， the development stage accounted for 917% of the whole fatigue stage， structural stiffness in the beginning and development stages degradation slower， fast during the damage stage. Three parameters are of great influence on the fatigue life of PBH， among them through the bar diameters influence particularly prominent.

Keywords：

steelconcrete composite structure；PBH shear connector；fatigue test；fatigue lifetime

近年應用日益廣泛的鋼混組合結構將兩種材料的優勢性能結合起來，突破混凝土和鋼結構單獨使用的局限，具有自重小、強度大、抗震性能強、截面設計靈活的優點，耐火性、耐久性、整體性相對于傳統結構均有很大提高。鋼混組合結構主要應用于橋梁、高層建筑等領域[14]。

作為鋼混凝土組合結構的關鍵部件，剪力連接件把有較大彈性模量差別的鋼結構和混凝土結構連接成整體而共同工作，防止界面處過大滑移和分離[5]。……