钢-混凝土组合梁螺栓剪力连接件试验研究

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抗剪连接件在钢-混凝土组合梁中将钢梁和混凝土板组合成整体,同时受到剪切力和掀起力的作用,其力学性能优劣直接决定了组合梁共同工作的效果。常用抗剪连接件包括:柔性连接件、刚性连接件、弹性连接件、刚度滞后型连接件。螺栓抗剪连接件具有施工简单、经济、可拆装性强等优点,且国内对螺栓抗剪连接件在钢-混凝土组合梁中应用的研究相对较少,因此研究螺栓连接件的抗剪性能至关重要。
  本文以螺栓直径、混凝土强度、螺栓强度、螺栓孔径比为参数,共设计了3组14个试件,其中第1组2个为栓钉连接,第2组和第3组共12个为螺栓连接,通过对比试验研究钢-混凝土组合梁中螺栓连接件的抗剪性能。通过推出试验观察到了试件的破坏模式,得到了试件的承载力、荷载-滑移曲线、荷载-水平位移曲线、荷载-应变曲线。依据试验结果分析了影响抗剪连接件承载力、延性和变形能力、承载力比的因素,并采用2类6种公式拟合荷载-滑移曲线。
  试验结果表明:所有试件的破坏形式都是抗剪连接件的剪切破坏,发生在混凝土板与钢梁的交界面上。所有试件钢梁翼缘螺栓孔均无明显损伤,直径20mm的高强螺栓抗剪连接件附近混凝土出现明显裂缝。螺栓抗剪连接件承受荷载小于极限荷载的35%时,滑移随荷载缓慢增加一般小于0.4mm,荷载-滑移曲线接近线性;螺栓抗剪连接件发生屈服后,滑移显著增加,曲线呈现明显非线性,下降段较短。螺栓抗剪连接件的屈服荷载取决于自身与钢梁之间的摩擦力,极限承载力主要受抗剪连接件直径、螺栓强度、混凝土强度的影响。螺栓抗剪连接件的延性系数均大于20具有较好的延性,且随直径的增加延性性能提升。荷载-滑移曲线拟合结果表明:线性加非线性公式可以更好的拟合试验曲线,依据拟合结果提出适用于螺栓抗剪连接件承载力的建议计算公式。
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