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钢—混组合梁剪力连接件抗剪性能研究

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钢—混组合梁剪力连接件抗剪性能讨论工程实际,因此,本文根据某实际钢-混组合桥梁结构,以直径为10mm 的剪力连接件为讨论对象,设计完成钢-混组合梁剪力连接件试样。讨论时分别采纳以载荷为增量加载和以位移为增量加载这 2 种方式进行极限抗剪强度的试验,得到该连接件的破坏形式和极限抗剪强度,并拟合出荷载-滑移曲线,同时利用有限元分析软件建立试样的非线性有限元模型,计算仿真得到荷载-滑移曲线及应力分布,将试验结果与计算得到的剪力钉极限抗剪强度值进行比较分析[9-10]。1 剪力件试样静载推出试验1.1 试件构造本文根据实际桥梁结构,以 1∶1 的比例关系设计试样。试件采纳 C50混凝土,剪力连接件选用电弧螺柱焊用圆柱头焊钉。根据实际桥梁结构取混凝土层厚度为 50mm。钢板采纳 Q345B,厚度为14mm。试件中纵向及横向钢筋均采纳普通钢筋,直径为 6mm。钢筋网网孔尺寸为 100mm×150mm。两侧混凝土板的纵向钢筋采纳 1 根不断开且穿过下部混凝土台座的普通钢筋。横向钢筋在上,纵向钢筋在下。试件构造如图1、2 所示。1.2 试验加载方案及破坏描述为使试件两侧受力均匀,加载时在混凝土底座下面铺设 24mm 的厚钢板。静载试验设备见图 3。试件整体破坏情况见图 4(a)。加载初期,试样未见明显变化,随着载荷的增加,工字型钢板和混凝土之间出现缝隙并逐渐加大,同时混凝土出现裂缝,当达到极限载荷值时,混凝土破裂,试样被破坏。其中,2个剪力钉被剪断(图 4(b)),其余剪力钉均发生弯剪变形(图4(c))。试件在剪力钉周围出现宽约 6mm 的裂缝,剪力钉附近的混凝土均完全破裂(图 4(d)),混凝土纵向裂缝沿焊钉的纵向延展贯穿整个试件(图 4(e))。剪力钉在推出试件中处于弯剪受力状态,周围的混凝土被挤压破裂后,裂纹进展很快,以工字型钢板与混凝土脱离、剪力钉被剪断或者混凝土板的裂缝较大作为破坏的标志。1.3 试验结果分析在竖向载荷的作用下,剪力钉变形导致混凝土和工字钢产生相对滑移,因此,载荷-滑移曲线是评价剪力钉连接件力学性能的重要指标。试验数据具体分析如下:加载初期,由于试样和工装存在制造和装配误差,载荷-滑移曲线出现一个小的非线性区;当滑移量达到约 0.5mm时,载荷与滑移量进入线性区;随着载荷继续增加,试样抗滑移能力开始下降,当滑移量达到约 2mm 时,载荷与滑移量呈非线性关系;当载荷达到极限值(约为 404kN)之后,载荷迅速减小而滑移量迅速增大,直至试件破坏。拟...

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