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剪力連接件設計

剪力連接件設計

作者:admin????來源:未知????發布時間:2018-07-13 14:33????瀏覽量:

  一、剪力連接件的類型

  剪力連接件的主要作用是傳遞鋼梁和混凝土板之間的縱向剪力和抵抗混凝土板與鋼梁之間的掀起。剪力連接件的形式很多,一般可將其分為剛性連接件和柔性連接件兩大類。剛性連接件包括方鋼、T型、槽型、馬蹄型及帶孔鋼板連接件等,而栓釘、高強螺栓、錨具、錨環及角鋼連接件等則屬于柔性連接件,方鋼和栓釘是典型的剛性連接件和柔性連接件。兩類連接件除了剛度有明顯區別外,其破壞形態也不一樣;剛性連接件易于在周圍混凝土中引起應力集中,導致混凝土被壓碎或產生剪切破壞;柔性連接件的剛度較小,作用在接觸面上的剪切力會使連接件發生變形,在鋼梁與混凝土交界面上產生相對滑移,但其抗剪強度不會降低。

  在鐵路組合橋梁中日本采用過馬蹄型連接件,加拿大使用過帶孔鋼板連接件,我國采用過鋼塊和高強螺栓連接件;歐洲和美國多使用栓釘連接件,我國業已定型生產栓釘連接件。下面主要介紹栓釘連接件的承載力計算方法,對于其他類型的剪力連接件承載力的計算。可參照我國公路或鐵路橋梁規范和EC. 4的規定。

  二、栓釘連接件的抗剪承載力

  影響連接件抗剪承載力的主要因素有混凝土類型與強度等級、混凝土中橫向鋼筋的含量及放置位置、連接件類型等,比如在其他條件相同的情況下,鋼纖維混凝土中栓釘的承載力就高于普通混凝土中栓釘的承載力,同樣類型混凝土中帶孔鋼板的承載力
就高于栓釘的承載力。確定連接件抗剪承載力的試驗方法有推出試驗和梁式試驗兩種,推出試驗的結果一般要低于梁式試驗的結果,但梁中連接件的受力性能可用推出試驗的結果來描述,一般情況下均以推出試驗的結果作為編制規范的依據。

  1.實心板中栓釘連接件的抗剪承載力

  2.壓型鋼板中栓釘連接件的抗剪承載力

  研究發現帶壓型鋼板的栓釘連接件的剪力傳遞性能和破壞模型與實體推出試件不同,其受力性能要比實心板中的栓釘的受力性能復雜得多,目前尚未找到一個理想的計算模型,EC. 4采用實心板中栓釘承載力進行折減的方法來計算帶壓型鋼板栓釘抗剪承
載力,尚需進一步研究。

  三、梁中剪力連接件設計

  組合梁中的剪力連接設計是指在設計中使臨界截面之間有足夠的連接件來傳遞鋼梁與混凝上板之間的縱向剪力。剪力連接設計的臨界截面是:(a)彎矩和剪力**處;(b)所有預應力錨具的支點;(c)較大的集中力作用處;(d)組合梁截面突變處;(e)懸臂梁的自由端;(f)
需要做附加驗算的其它截面。組合梁交界面上的縱向剪力由臨界截面之問的鋼梁或棍凝土板的縱向力之差確定。在塑性極限狀態下,對采用延性連接件的Ⅰ,Ⅱ類截面的組合梁,EC.4規定:在正彎矩區,可以采用完全剪力連接設計和部分剪力連接設計兩種方法,而在負彎矩區由于缺乏足夠的試驗研究,不允許采用部分剪力連接設計。當采用非延性連接件時,EC.4也允許采用部分剪力連接設計,只不過其縱向剪力由臨界截面之間混凝土板的軸向力之差確定,且按整個組合截面的平截面假定為基礎,避免鋼梁和混凝土板交界面上產生相對滑移。

  1.完全剪力連接設計

  連續梁中間跨的連接件亦可類似進行設計。如果上述臨界截面之間有較大的集中力作用,則可將連接件總數按各段剪力圖面積進行分配,并在各個剪力區段內均勻布置。

  2.采用延性連接件時的部分剪力連接設計

  對于部分連接組合梁,臨界截面之間的連接件數目N小于完全剪力連接時的連接件數目Nf,由于交界面上存在相對滑移,導致截面應變有兩個中性軸,**彎矩截面混凝土板中的壓力取決于交界面上全部剪力連接件所能提供的縱向抗剪能力。

  進而可以確定出混凝土板中塑性受壓區高度,從而可以仿照完全剪力連接假定時截面抗彎能力的計算方法,區分鋼梁的中性軸在受壓翼緣和腹板兩種情況,來計算部分剪力連接時截面抗彎承載力。

  3.梁中剪力連接件的布置

  剪力連接件沿梁縱向的布置應該與交界面上的縱向剪力分布相一致。對于延性連接件,由于塑性極限狀態下連接件變形后的塑性內力重分布,不論連接件如何布置,臨界截面之間各個連接件都能同時達到其極限抗剪能力,因而一般將連接件沿梁縱向均勻
布置;同時,也可以考慮剪力圖與之間距成反比地不均勻布置。研究表明,這兩種布置方式,組合梁的抗彎承載力基本一致,而撓度也僅相差3%。但均勻布置便于施工,也符合連接件的實際受力,并有利于減緩組合梁端部混凝土的局部受壓和發揮跨中**彎矩截面承載力。非延性連接件不可能產生顯著的內力重分布,故一般按照豎向剪力圖的分布進行布置。此外,連接件布置需滿足一定的構造要求,比如AASHTO規定:組合梁在負彎矩截面為非結合截面時,在**荷載反彎點兩側各三分之一有效板寬范圍內應加配連接件。

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