[发明专利]一种对矩形钢管混凝土结构中PBL连接件测试的方法及装置

说明书

本发明涉及一种对矩形钢管混凝土结构中PBL连接件测试的方法及装置，属于PBL连接件测试技术领域，包括以下步骤：制备带PBL连接件的矩形钢管混凝土结构，将其固定后在矩形钢管的外壁上呈网格状设置多个采集点，对带PBL连接件的矩形钢管混凝土结构顶部的PBL连接件施加轴向载荷，获得矩形钢管位于每个采集点的应变量εh_i,j、位移量Δ_i,k并导入被动约束力模型中，获得PBL连接件位于采集点的n×l个F_ri值；发明通过受剪实验能够得到的试件破坏形态及各受力阶段钢管的应变和侧向变形，揭示混凝土榫在剪力作用下导致混凝土包裹侧向膨胀并引起钢管被动约束作用的原理，给出了矩形钢管被动约束力的测试流程和方法；本发明的测试和计算方法测试准确，实用性强，值得推广。

技术领域

本发明属于矩形钢管混凝土结构技术领域，具体涉及一种对矩形钢管混凝土结构中PBL连接件测试的方法及装置。

背景技术

矩形钢管混凝土结构具有力学性能优越、施工性能好、经济性好等多方面优点，在高层建筑、大跨空间结构、大跨公路桥梁以及城市桥梁中得到大量应用。矩形钢管混凝土结构的节点、结合部位受力较为复杂，在静力、往复震动和疲劳荷载作用下，其节点、结合部位容易发生应力集中，从而引发矩形钢管混凝结构脆性破坏或过早疲劳开裂。为了提高矩形钢管混凝结构的性能，目前在其内部增加PBL连接件，能够改善钢管、混凝土连接面的传力性能、提高节点、结合部位的受力性能。但是增加PBL连接件的矩形钢管混凝土结构中往往不设置贯穿钢筋，PBL连接件受力过程中受到钢管的被动约束；现有测算PBL连接件受力的方法中，并没有考虑被动约束力作用在PBL连接件上，即无法对矩形钢管混凝土结构中的PBL连接件进行受剪承载力准确测算，在实际工程中无法根据建筑整体要求设计PBL连接件；为了确保建筑的安全性，大多对矩形钢管混凝土结构中的PBL连接件进行过度富裕设计；不仅导致资源的浪费，而且增大施工难度。因此，现急需一种对矩形钢管混凝土结构中PBL连接件测试的方法及装置。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种对矩形钢管混凝土结构中PBL连接件测试的方法及装置，以便解决现有技术中的不足。

本发明的技术方案是：

一种对矩形钢管混凝土结构中PBL连接件测试的方法，包括以下步骤：

S1、制备带PBL连接件的矩形钢管混凝土结构；

S2、将带PBL连接件的矩形钢管混凝土结构固定，在矩形钢管的外壁上呈网格状设置多个采集点；

S3、对带PBL连接件的矩形钢管混凝土结构顶部的PBL连接件施加轴向载荷，获得矩形钢管位于每个采集点的应变量εh_i,j、位移量Δ_i,k；

S4、将采集的应变量εh_i,j以及位移量Δ_i,k导入式(1)的被动约束力模型中，

其中，

εh_i,j′为矩形钢管在F_ri作用下产生的应变量；

εh_i,j,k″为矩形钢管在Δ_i,k作用下产生的应变量；

为矩形钢管在F_ri＝100kN作用下产生的应变量；

为矩形钢管在Δ_i,k＝0.1mm作用下产生的应变量；

i为采集点所在的行数；

j为采集点所在的列数；

k为PBL连接件的列数；

F_ri为PBL连接件的被动约束力值；