剪力釘單釘連接件抗剪承載力分析

以鋼-混凝土組合梁中普遍采用的栓釘剪力連接件為研究對(duì)象,針對(duì)普通單釘頭栓釘連接件存在根部相對(duì)薄弱、抗剪能力較差、連接容易過早失效的缺點(diǎn),提出了一種新型雙釘頭型栓釘剪力連接件形式,并進(jìn)行了推出試驗(yàn)有限元模擬分析,在此基礎(chǔ)上討論了影響新型栓釘連接件抗剪承載力的主要因素,最后結(jié)合有關(guān)規(guī)范公式提出了設(shè)計(jì)建議。研究表明:新型雙釘頭型栓釘提高了連接件的抗剪極限承載力(與傳統(tǒng)栓釘相比,承載力可提高約10%),減小了鋼梁與混凝土板的相對(duì)滑移,提高了二者的共同工作能力。下釘頭直徑是影響新型栓釘連接件抗剪性能的主要因素,工程應(yīng)用時(shí)可取栓釘下釘頭直徑為其桿身直徑的1.2~1.3倍,此時(shí)連接件極限承載力較高,抗剪工作性能亦較好。當(dāng)按照我國(guó)現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范設(shè)計(jì)采用新型栓釘連接件的鋼-混凝土組合梁時(shí),可對(duì)單個(gè)栓釘連接件的抗剪承載力計(jì)算值乘以1.3增大系數(shù)。與采用傳統(tǒng)栓釘?shù)慕M合梁相比,采用新型栓釘?shù)匿?混凝土組合梁初期剛度與前者基本相同,但后期會(huì)有約12%~20%的明顯提高。由于新型栓釘?shù)幕戚^小,使混凝土板和鋼梁共同工作效果提高。

針對(duì)鋼-混凝土組合梁橋在結(jié)合面處承受反復(fù)剪力作用的栓釘連接件極限承載力降低現(xiàn)象進(jìn)行了試驗(yàn)研究?；诳紤]構(gòu)件初始缺陷影響的斷裂力學(xué)方法,建立了栓釘連接件疲勞壽命分析模型,并通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)確定了模型參數(shù),提出了栓釘連接件殘余抗剪承載力與等幅循環(huán)荷載加載次數(shù)關(guān)系的計(jì)算方法,采用此計(jì)算方法對(duì)不同的影響因素進(jìn)行了參數(shù)分析。研究結(jié)果表明:栓釘直徑越大,其抗剪承載力退化程度越大;栓釘初始缺陷率大于0.1且剪應(yīng)力幅值大于100mpa時(shí),其抗剪承載力降低速度很快,在工程設(shè)計(jì)中須加以控制。

對(duì)焊接圓柱頭栓釘連接件,考慮栓釘直徑、混凝土強(qiáng)度及鋼纖維配置三個(gè)因素,進(jìn)行三因素三水平正交推出試驗(yàn)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)的極差和方差分析表明,在混凝土中配置鋼纖維不影響栓釘?shù)目辜舫休d力和剪切滑移剛度,但栓釘?shù)募羟袆偠入S混凝土強(qiáng)度的提高而增大,剪切剛度與滑移量呈雙曲函數(shù)關(guān)系;并給出栓釘極限承載力及剪切剛度的計(jì)算公式。重復(fù)加載試驗(yàn)表明,即使在剪力很小時(shí),對(duì)栓釘卸載其滑移變形仍不能恢復(fù)。

建立一個(gè)有效的數(shù)值分析模型,模擬槽鋼剪力連接件的性能。重點(diǎn)研究單調(diào)加載下槽鋼剪力連接件的抗剪能力。通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)證實(shí)模型是有效的,引用加拿大設(shè)計(jì)規(guī)范can/csa-s16-2001和gb50017-2003《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中給出的公式進(jìn)行對(duì)比。利用該非線性模型進(jìn)行的研究表明:混凝土強(qiáng)度、槽鋼腹板和翼緣厚度、槽鋼高度以及槽鋼的長(zhǎng)度對(duì)槽鋼剪力連接件的承載力有較大影響,混凝土塊高度的影響較小。

橋塔鋼-混結(jié)合段剪力連接件承載力試驗(yàn)研究——為確保斜拉橋橋塔鋼一混結(jié)合段連接的安全可靠，應(yīng)選擇合適的剪力連接件。結(jié)合連島工程跨海斜拉橋索塔錨固區(qū)的設(shè)計(jì)，比較不同極限承載力公式的差異。對(duì)栓釘連接件進(jìn)行模型試驗(yàn)研究，試驗(yàn)得到栓釘?shù)暮奢d～滑移量曲線...

鋼—混凝土組合梁抗剪連接件承載力計(jì)算研究——介紹了鋼一混凝土組合梁中常見剪力連接件的分類，講述和分析了目前國(guó)內(nèi)外鋼一混凝土組合梁各種剪力連接件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，特別重點(diǎn)介紹了本模型試驗(yàn)剪力連接件個(gè)數(shù)的計(jì)算，以期指導(dǎo)工程實(shí)踐。　　

為了研究中國(guó)釘應(yīng)用在木剪力墻建造中的可行性,進(jìn)行了面板釘連接節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)和剪力墻有限元分析;對(duì)采用中國(guó)釘?shù)拿姘遽斶B接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行加載方向垂直于木紋和加載方向平行于木紋的試驗(yàn),將得到的試驗(yàn)結(jié)果以節(jié)點(diǎn)荷載-位移曲線的形式輸入到有限元分析軟件中,計(jì)算木剪力墻的抗側(cè)承載力,并與進(jìn)口釘剪力墻模型的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。研究結(jié)果表明:采用中國(guó)釘和進(jìn)口釘?shù)哪炯袅τ兄嘟目箓?cè)承載力和剛度;有限元計(jì)算所得的木剪力墻抗側(cè)承載力相對(duì)于《木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(gb50005—2003)中的公式有足夠的可靠度,因此,在木剪力墻的建造中,中國(guó)釘和進(jìn)口釘可以相互替代使用。

在分析國(guó)內(nèi)外鋼-混凝土組合梁各種剪切連接件工作機(jī)理及栓釘連接件受力性能的基礎(chǔ)上,著重闡述了組合梁中栓釘連接件的承載力計(jì)算方法,并用最小二乘法擬合出適用于鋼-輕骨料混凝土組合梁栓釘承載力計(jì)算公式.

在著重闡述了國(guó)內(nèi)外鋼—混凝土組合梁栓釘連接件承載力計(jì)算方法的基礎(chǔ)上,利用最小二乘法擬合出適用于鋼—輕骨料混凝土組合梁栓釘承載力計(jì)算公式。并運(yùn)用有限元軟件ansys對(duì)栓釘連接件進(jìn)行仿真分析,為實(shí)際工程計(jì)算提供承載力計(jì)算依據(jù)。

以71m+110m+71m三跨連續(xù)鋼-混凝土組合箱形梁橋?yàn)楣こ瘫尘?采用足尺模型推出試驗(yàn)方法研究了高強(qiáng)砂漿填充群釘連接件的抗剪承載力和荷載滑移曲線。共制作了7個(gè)c65砂漿填充剪力連接件試件,其中4個(gè)為單排標(biāo)準(zhǔn)推出試件,另外3個(gè)為20根22×200的群釘試件。比較了單排釘和群釘連接件的抗剪承載力和荷載滑移曲線,推薦了相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)公式,并且討論了公式的適用性。

4291 剪力釘施工 14.12.1工藝概述 本工藝適用于各類鐵路橋梁公稱直徑為10～25mm的剪力釘（行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中稱之為剪力聯(lián)結(jié)器，以 下簡(jiǎn)稱焊釘）的工地焊接。 以京滬高速鐵路南京大勝關(guān)長(zhǎng)江大橋?yàn)槔?，其鋼橋面板剪力釘采用電弧螺柱焊，此施工工藝?有焊接強(qiáng)度高，焊接時(shí)間短、熱變形小及生產(chǎn)效率高、工序簡(jiǎn)單、成本低等特點(diǎn)。 14.12.2作業(yè)內(nèi)容焊釘、瓷環(huán)檢驗(yàn)，焊接區(qū)域表面清理，焊釘焊接及焊接 質(zhì)量檢驗(yàn)。 14.12.3質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法 《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（gb50205—2001） 《高速鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》（tb10752-2010） 《客貨共線鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南》（tz203-2008） 《高速鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南》（鐵建設(shè)[2010]241號(hào)） 《鐵路鋼橋制造規(guī)范》（tb10212-2009） 《鐵路橋涵工程質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)

. . 剪力釘施工 14.12.1工藝概述 本工藝適用于各類鐵路橋梁公稱直徑為10～25mm的剪力釘（行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中稱之為剪力聯(lián)結(jié)器， 以下簡(jiǎn)稱焊釘）的工地焊接。 以京滬高速鐵路南京大勝關(guān)長(zhǎng)江大橋?yàn)槔?，其鋼橋面板剪力釘采用電弧螺柱焊，此施工工藝?有焊接強(qiáng)度高，焊接時(shí)間短、熱變形小及生產(chǎn)效率高、工序簡(jiǎn)單、成本低等特點(diǎn)。 14.12.2作業(yè)內(nèi)容焊釘、瓷環(huán)檢驗(yàn)，焊接區(qū)域表面清理，焊釘焊接及 焊接質(zhì)量檢驗(yàn)。 14.12.3質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法 《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（gb50205—2001） 《高速鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》（tb10752-2010） 《客貨共線鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南》（tz203-2008） 《 高 速 鐵 路 橋 涵 工 程 施 工 技 術(shù) （鐵建設(shè)[2010]241號(hào)） 《鐵路鋼橋制造規(guī)范》（tb10212-2009） 《鐵路

剪力釘施工 14.12.1工藝概述 本工藝適用于各類鐵路橋梁公稱直徑為10～25mm的剪力釘（行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中稱之為剪力聯(lián)結(jié)器，以 下簡(jiǎn)稱焊釘）的工地焊接。 以京滬高速鐵路南京大勝關(guān)長(zhǎng)江大橋?yàn)槔?，其鋼橋面板剪力釘采用電弧螺柱焊，此施工工藝?有焊接強(qiáng)度高，焊接時(shí)間短、熱變形小及生產(chǎn)效率高、工序簡(jiǎn)單、成本低等特點(diǎn)。 14.12.2作業(yè)內(nèi)容焊釘、瓷環(huán)檢驗(yàn)，焊接區(qū)域表面清理，焊釘焊接及焊接 質(zhì)量檢驗(yàn)。 14.12.3質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法 《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（gb50205—2001） 《高速鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》（tb10752-2010） 《客貨共線鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南》（tz203-2008） 《高速鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南》（鐵建設(shè)[2010]241號(hào)） 《鐵路鋼橋制造規(guī)范》（tb10212-2009） 《鐵路橋涵工程質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》(tb10

4291 剪力釘施工 14.12.1工藝概述 本工藝適用于各類鐵路橋梁公稱直徑為10～25mm的剪力釘（行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中稱之為剪力聯(lián)結(jié)器，以 下簡(jiǎn)稱焊釘）的工地焊接。 以京滬高速鐵路南京大勝關(guān)長(zhǎng)江大橋?yàn)槔滗摌蛎姘寮袅︶敳捎秒娀÷葜?，此施工工藝?有焊接強(qiáng)度高，焊接時(shí)間短、熱變形小及生產(chǎn)效率高、工序簡(jiǎn)單、成本低等特點(diǎn)。 14.12.2作業(yè)內(nèi)容焊釘、瓷環(huán)檢驗(yàn)，焊接區(qū)域表面清理，焊釘焊接及焊接 質(zhì)量檢驗(yàn)。 14.12.3質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法 《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（gb50205—2001） 《高速鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》（tb10752-2010） 《客貨共線鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南》（tz203-2008） 《高速鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南》（鐵建設(shè)[2010]241號(hào)） 《鐵路鋼橋制造規(guī)范》（tb10212-2009） 《鐵路橋涵工程質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)

隨著輕鋼龍骨體系及彩鋼板的廣泛使用,自攻螺釘連接受力性能也越來越被人們重視.目前國(guó)內(nèi)有關(guān)自攻螺釘連接受力性能的研究主要集中在試驗(yàn)和有限元分析兩方面,其中有限元的建模方法各有不同.采用ansys有限元軟件建立了自攻螺釘抗剪連接的7種簡(jiǎn)化計(jì)算模型,對(duì)各種簡(jiǎn)化模型所得連接的極限承載力、破壞形式及建模特點(diǎn)進(jìn)行了比較,得到了自攻螺釘連接合適的有限元建模方法,為自攻螺釘抗剪承載力的理論研究提供有益的參考.

鋼—混凝土組合梁自應(yīng)用于工程領(lǐng)域以來就備受關(guān)注,尤其經(jīng)過幾十年的理論研究和工程實(shí)踐,已經(jīng)形成了較為系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理論和方法。本文以武漢鸚鵡洲長(zhǎng)江大橋的主梁設(shè)計(jì)為切入點(diǎn),通過參考國(guó)內(nèi)外相關(guān)規(guī)范,介紹了鋼—混凝土組合梁在設(shè)計(jì)時(shí)剪力釘單釘承載力的確定方法,并比較了各種規(guī)范在計(jì)算單釘承載力時(shí)所考慮的因素,即其承載力與剪力釘材料強(qiáng)度、混凝土板強(qiáng)度和焊釘高度與直徑比值有關(guān),此外還介紹了各國(guó)規(guī)范規(guī)定的剪力釘?shù)牟贾迷瓌t。期望為我國(guó)以后進(jìn)一步研究剪力釘提供更多的借鑒。

鋼_混凝土組合梁中剪力釘?shù)牟贾迷瓌t及單釘承載力的確定

針對(duì)鋼混凝土組合梁抗剪連接件中的彎筋連接件開展研究,比較了目前各國(guó)規(guī)范中的彎筋連接件形式及其抗剪承載力計(jì)算公式。分析了近年才開始用于實(shí)際工程中的蛇形彎筋連接件的特點(diǎn)及構(gòu)造,并在此基礎(chǔ)上提出蛇形彎筋連接件的抗剪承載力計(jì)算公式,以供工程設(shè)計(jì)參考。

為計(jì)算釘桿彎曲破壞機(jī)理下槽口釘類連接件抗剪承載力,提出木-混組合梁槽口釘類連接件抗剪承載力計(jì)算方法.參照依據(jù)新西蘭標(biāo)準(zhǔn)和歐洲規(guī)范的槽口螺釘連接件抗剪承載力計(jì)算方法——nzs法、修正折減參數(shù)η﹡的ec﹡法,針對(duì)混凝土剪切破壞和釘類彎曲變形造成連接失效的破壞機(jī)理,采用銷釘連接件抗剪承載力計(jì)算式替代2種方法中螺釘抗拔承載力,得到考慮釘桿彎曲破壞的nzs法、ec﹡法,用以計(jì)算槽口釘類連接件抗剪承載力.以9組木-混組合梁推出試件為例,采用這2種方法計(jì)算試件的槽口栓釘連接件抗剪承載力,并與試驗(yàn)值對(duì)比.結(jié)果表明,2種方法均未考慮槽口深度對(duì)木-混組合梁槽口釘類連接件抗剪承載力的影響;相較于考慮釘桿彎曲破壞的ec﹡法,考慮釘桿彎曲破壞的nzs法的計(jì)算值與試驗(yàn)值吻合更好,能夠較好地計(jì)算槽口釘類連接件釘桿彎曲破壞時(shí)的抗剪承載力.

為了充分利用環(huán)境友好型材料竹材,文中提出了竹材-混凝土組合結(jié)構(gòu)橋面板,即以抗拉強(qiáng)度較高的竹膠板作為受拉區(qū),而以抗壓強(qiáng)度較高的混凝土作為受壓區(qū),2種材料界面處采用螺釘剪力連接件而形成竹-混凝土組合結(jié)構(gòu)板.為了掌握竹-混凝土組合結(jié)構(gòu)螺釘剪力鍵的抗剪承載能力等基本力學(xué)性能,完成了9組共27個(gè)推出試件的推出試驗(yàn),綜合研究了螺釘?shù)闹睆?、釘入角度、順紋向排列間距對(duì)螺釘連接件抗剪承載能力的影響,并對(duì)推出試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了擬合處理分析,提出了該螺釘剪力鍵的抗剪承載能力、抗剪剛度計(jì)算公式,以及螺釘剪力鍵荷載-滑移曲線的函數(shù)表達(dá)式,為該類型剪力連接件在竹-混凝土組合結(jié)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)用提供必要的前提.

隨著2mm以下冷彎超薄壁型鋼結(jié)構(gòu)在國(guó)內(nèi)外的快速發(fā)展,自攻螺釘作為這類結(jié)構(gòu)最主要的連接方式,其連接性能的研究日益受到重視。文中簡(jiǎn)述了自攻螺釘受力機(jī)理及幾種抗剪破壞模式,介紹了美國(guó)、澳洲、英國(guó)及中國(guó)規(guī)范對(duì)自攻螺釘連接的承載力設(shè)計(jì)方法,就國(guó)內(nèi)外對(duì)自攻螺釘連接的研究現(xiàn)狀作了綜述和分析,最后指出了目前尚存在的問題及需要進(jìn)一步研究的工作。

根據(jù)彈性理論,分析了含無釘區(qū)鋼—混凝土結(jié)合梁中有釘區(qū)和無釘區(qū)的受力狀態(tài),對(duì)其鋼與混凝土之間的相對(duì)滑移進(jìn)行了論述,并結(jié)合秦沈客運(yùn)專線應(yīng)用實(shí)例,證明該方法的正確性