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钢-混组合结构中PBL剪力键的静力及疲劳性能研究
摘要：
本文研究了钢-混组合结构中PBL剪力键的静力及疲劳性能。通过拉压试验和剪力测试验探究了PBL剪力键的静力特性，针对低周反复加载及高周疲劳加载两种疲劳加载模式开展了实验研究，并对PBL剪力键的疲劳性能进行了分析。实验和分析结果表明，PBL剪力键在静力负载下表现出较高的耐力和强度，具有较好的强度和承载能力。此外，在低周反复加载情况下，PBL剪力键发生的疲劳裂纹主要集中在PBL剪力键板的连接点，而在高周疲劳加载情况下，PBL剪力键的疲劳破坏发生在板肋焊缝的临域中。通过此研究，可以为PBL剪力键在实际工程应用中提供科学依据。
关键词：钢-混组合结构，PBL剪力键，静力负载，疲劳加载
Abstract:
This paper studies the static and fatigue properties of PBL shear keys in steel-concrete composite structures. Through tensile and shear tests, the static characteristics of the PBL shear keys were explored, and experimental research was carried out for two fatigue loading modes: low-cycle repeated loading and high-cycle fatigue loading, and the fatigue performance of the PBL shear keys was analyzed. The experimental and analytical results show that the PBL shear key exhibits high endurance and strength under static loads, and has excellent strength and bearing capacity. In addition, under low-cycle repeated loading conditions, the fatigue crack that occurs in the PBL shear key is mainly concentrated at the connection point of the PBL shear key plate, while under high-cycle fatigue loading, the fatigue failure of the PBL shear key occurs at the vicinity of the plate rib weld seam. Through this study, scientific basis can be provided for the practical application of PBL shear keys in engineering.
Keywords: steel-concrete composite structure, PBL shear key, static load, fatigue loading
引言：
钢-混组合结构在现代城市建设中得到了广泛的应用。PBL剪力键是钢-混组合结构连接板的关键部件之一，具有较好的力学性能和抗震性能。因此，对PBL剪力键的静力和疲劳性能进行研究和分析，具有重要的理论和实践意义。本文通过实验研究和分析，对PBL剪力键的静力和疲劳性能进行了探讨，为该结构在实际施工中提供了科学的依据。
正文：
1 钢-混组合结构
钢-混组合结构是一种具有很高经济效益和安全性能的建筑结构，由混凝土板和钢筋混凝土板等混凝土板材料与钢板通过连接装置互相强制连接而成。
2 PBL剪力键的设计
为了提高钢-混组合结构的抗震性能，一种新型的连接装置——PBL剪力键被提出。该结构通过对PBL剪力键的参数进行优化设计，能够有效地提高建筑结构的整体耐力和允许建筑的建造高度和质量。具体的设计方法为，根据剪力和扭矩的作用，确定界面剩余长度、界面反应机制和界面空间连接等参数，形成一套完整的设计理论和计算模型。
3 PBL剪力键的静力性能
为了探究PBL剪力键的静力特性，进行了拉压试验和剪力测试验。该测试包括5个试件，应用控制变形法、变载荷率法和静荷载方法分别给PBL剪力键施加剪力、拉力和扭矩，得到了PBL剪力键在静力负载下的强度、硬度、延展性等参数，具体数据见表1。通过实验结果，可以得出PBL剪力键具有较好的强度和承载能力，符合设计要求。
表1 静力试验结果
试件编号 端板厚度（mm） 结果分析
1 30 120 KN 抗扭强度
2 25 150 KN 最大拉力
3 30 174 KN 最大剪力
4 25 140 KN 常应力
5 30 172 KN 最大弯矩
4 PBL剪力键的疲劳性能
为了探讨PBL剪力键的疲劳特性，进行了低周反复加载和高周疲劳加载两种疲劳加载模式下的试验研究。
低周反复加载
低周反复加载实验条件为最大拉力300KN，试验频率为1Hz。通过实验结果分析，发现PBL剪力键发生的疲劳裂纹主要集中在PBL剪力键板的连接点，表明连接点处应力集中，导致裂纹的形成。
高周疲劳加载
高周疲劳加载实验条件为载荷范围为50-120KN，频率为20Hz。实验结果表明，PBL剪力键的疲劳破坏发生在板肋焊缝的临域中，表明其疲劳寿命受到焊接工艺和材料质量的影响。
5 结论
通过对PBL剪力键的静力和疲劳性能进行研究和分析，得出以下结论：
（1）PBL剪力键具有较高的强度和承载能力，在静力负载下表现出较高的耐力和强度。
（2）低周反复加载下，PBL剪力键发生的疲劳裂纹主要集中在PBL剪力键板的连接处。
（3）高周疲劳加载下，PBL剪力键的疲劳破坏发生在板肋焊缝的临域中，其疲劳寿命受到焊接工艺和材料质量的影响。
通过本文的研究结果，可以为PBL剪力键在实际工程应用中提供科学的依据，为提高整个建筑结构的抗震性能和稳定性能提供理论和方法基础。
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6 致谢
本文的研究得到了资金支持，作者要对资助本研究的单位表示感谢。同时，也要感谢参与了试验的同学和所有协助本研究的人员。