高强螺栓连接的钢-混凝土组合梁自振特性分析

摘要

【目的】探究摩擦型高强螺栓连接的钢-混凝土组合梁自振特性。【方法】基于能量法推导了组合梁考虑界面剪切滑移效应的振动微分方程，得到了组合梁在简支-简支边界条件下竖向自振频率和振型的解析表达式，并通过试验测试和数值模拟验证了该解析方程的可靠性，表明考虑界面剪切滑移效应对分析高强螺栓连接的组合梁自振特性是必要的。在此基础上，探讨了组合梁自振特性对螺栓预紧力、螺栓纵向平均间距和螺栓损伤位置的敏感程度。【结果】结果表明：受界面剪切滑移效应的影响，组合梁竖向自振频率存在一定折减，且高阶频率的折减幅度大于低阶；相比于螺栓预紧力，组合梁竖向自振频率对螺栓纵向平均间距更加敏感；另外，当其他参数确定时，组合梁各阶振型的振幅为0处的螺栓损伤对其竖向自振频率的影响最大。

关键词

摩擦型高强螺栓 / 钢-混凝土组合梁 / 自振特性 / 界面剪切滑移效应 / 能量法

基金资助

国家自然科学基金（52208192）; 山西省自然科学基金（202103021224047,202203021221062）