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高变形能力螺栓抗剪连接件抗剪承载力理论分析与验证

2021-11-12齐连训罗云标严加宝林旭川

工程力学 2021年10期
关键词:承载力有限元变形

齐连训,罗云标,2,严加宝,2,林旭川

(1. 天津大学建筑工程学院,天津 300350;2. 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室,天津 300350;3. 中国地震局地震工程与工程振动重点实验室,黑龙江,哈尔滨 150080)

由于充分发挥了混凝土抗压和钢材抗拉性能好的优势,钢-混凝土组合梁等新的组合构件在桥梁和建筑结构领域得到了广泛的应用。这些构件中使用的抗剪连接件提高了两者的组合作用,其中焊接栓钉是已有的抗剪连接件中应用最普遍的一种,其基本力学性能得到了深入而广泛的研究[1-2]。近年来,随着可持续、资源有效和低碳的循环经济目标得到越来越多的重视,如何使得结构或构件具备全生命周期可拆卸和重复利用功能,已成为研究的热点[3]。在钢-混凝土组合结构中,使用螺栓替代焊接栓钉作为抗剪连接件,也得到越来越多的研究和实际应用[4]。

虽然螺栓作为抗剪连接件使组合梁具备可拆卸性,但是多位学者[5-9]通过推出试验得出螺栓连接件剪切变形小于或略大于Eurocode 4 规定6 mm限值,变形能力较差,因此有必要采取一定措施增强螺栓抗剪连接件的变形能力。针对传统焊接栓钉抗剪连接件存在变形能力不足的问题,刘玉擎等[10-11]在焊钉杆部外套橡胶构成新型焊钉-橡胶连接件,Han 等[12]则首次将掺加橡胶颗粒的弹性混凝土用于焊钉连接的钢-混组合梁,两位学者采用弱化连接件周围材料的方法来提高连接件变形能力。基于相似的思路,针对螺栓抗剪连接件变形能力较低的问题,本文提出了一种插块式螺栓抗剪连接件(plug-type bolted shear connector, PTBSC),如图1 所示。……

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