钢—混组合梁剪力连接件抗剪性能研究

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...