11.3 抗剪连接件的计算

11.3.1

连接件的抗剪承载力设计值是通过推导与试验所决定的。

1. 圆柱头焊钉(栓钉)连接件:试验表明,栓钉在混凝土中的抗剪工作类似于弹性地基梁,在栓钉根部混凝土受局部承压作用,因而影响抗剪承载力的主要因素有:

1) 栓钉的直径d(或栓钉的截面积As=πd2/4);

2) 混凝土的弹性模量

3) 混凝土的强度等级。

当栓钉长度为直径4倍以上时,栓钉抗剪承载力为:

 

 

该公式既可用于普通混凝土,也可用于轻骨料混凝土。

考虑可靠度的因素后,公式(76)中的除应以混凝土的轴心抗压强度代替外,尚应乘以折减系数0.85,这样就得到条文中的栓钉抗剪承载力设计公式(11.3.1-1)。

试验研究表明,栓钉的抗剪承载力并非随着混凝土强度的提高而无限地提高,存在一个与栓钉抗拉强度有关的上限值。根据欧洲钢结构协会1981年组合结构规范等资料,其承载力的限制条件为,约相当于栓钉的极限抗剪强度。但在编制GBJ 17-88规范时,认为经验不足,将(抗拉强度)改为(屈服强度),再引入抗力分项系数成为。GBJ 17-88 规范发行以来,设计者发现均由控制,导致使用栓钉数量过多。现本规范改为”r;”。

γ为栓钉材料抗拉强度与屈服强度(均用最小规定值)之比。按国际《圆柱头焊钉》GB/T 10433,当栓钉材料性能等级为4.6级时,

2. 槽钢连接件6其工作性能与栓钉相似,混凝土对其影响的因素亦相同,只是槽钢连接件根部的混凝土局部承压区局限于槽钢上翼缘下表面范围内。各国规范中采用的公式基本上是一致的,我国在这方面的试验也极为接近,即6

 

 

考虑可靠度的因素后,公式(77)中的除应以混凝土的轴心抗压强度设计值代替外,尚应再乘以折减系数0.85,这样就得到条文中的抗剪承载力设计值公式(11.3.1-2)。

3. 弯筋连接件6弯起钢筋的抗剪作用主要是通过与混凝土锚固而获得的,当弯起钢筋的锚固长度在构造上满足要求后,影响抗剪承载力的主要因素便是弯起钢筋的截面面积和弯起钢筋的强度等级。试验与分析表明,当弯起钢筋的弯起角度为35°~55°时,弯起角度的因素可以忽略不计,其抗剪承载力设计值为:

 

          (78)

 

试验表明,实测结果与按公式(78)计算结果之比在$+5以上,故其抗剪承载力设计值的计算公式除将弯起钢筋的屈服强度改用抗拉强度设计值外,不再乘折减系数,这样就得到条文中的抗剪承载力设计值计算公式(11.3.1-3)。

 

11.3.2

用压型钢板混凝土组合板时,其抗剪连接件一般用栓钉。由于栓钉需穿过压型钢板而焊接至钢梁上,且栓钉根部周围没有混凝土的约束,当压型钢板肋垂直于钢梁时,由压型钢板的波纹形成的混凝土肋是不连续的,故对栓钉的抗剪承载力应予折减。本条规定的折减系数是根据试验分析而得出的。

 

11.3.3

当栓钉位于负弯矩区时,混凝土翼板处于受拉状态,栓钉周围的混凝土对其约束程度不如正弯矩区的栓钉受到周围混凝土约束程度高,故位于负弯矩区的栓钉抗剪承载力亦应予折减。

 

11.3.4

试验研究表明,栓钉等柔性抗剪连接件具有很好的剪力重分布能力,所以没有必要按照剪力图布置连接件,这给设计和施工带来了极大的方便。对于简支组合梁,可以按照11.3.4条所计算的连接件个数均匀布置在最大正弯矩截面至零弯矩截面之间。对于连续组合梁,可以将按照11.3.4条所计算的连接件个数分别在区段内均匀布置,但应注意在各区段内混凝土翼板隔离体的平衡。