高变形能力螺栓抗剪连接件抗剪承载力理论分析与验证

摘要：

螺栓抗剪连接件是实现装配式钢-混凝土组合构件的可拆卸功能的基本元素之一.针对螺栓抗剪连接件变形能力不足的问题,提出了一种高变形能力的插块式螺栓抗剪连接件(plug-type bolted shear connector,PTBSC).试验和有限元分析表明,PTBSC的剪切-滑移关系曲线存在明显的屈服点和极限点,曲线呈现出近似双线性特征.同时,曲线有较大的屈服后刚度(为初始刚度的1/3～1/2),以及较大的屈服后承载力储备(极限承载力接近2倍的屈服承载力),其屈服抗剪承载力和极限抗剪承载力的评价方法有待研究.针对PTBSC的屈服抗剪承载力,从PTBSC的受力机理出发,推导了其理论计算公式.为检验所提出PTBSC屈服抗剪承载力的计算公式准确性,将理论计算结果与有限元分析结果进行比较验证.对比发现,PTBSC屈服抗剪承载力的理论计算公式具有较高预测精度,误差在正负20％之内,离散系数不超过13％.对该文提出的屈服抗剪承载力计算公式作参数影响分析,考察其随不同参数的变化规律.增大螺栓直径和螺栓强度等级可显著提高PTBSC的屈服抗剪承载力;增大集中变形段长细比会减小屈服抗剪承载力,增大插块材料抗压强度可提高PTBSC屈服抗剪承载力,当强度大于100 MPa,屈服抗剪承载力基本保持不变.针对PTBSC的极限抗剪承载力,通过对有限元结果进行统计分析标定其经验系数.当PTBSC的螺栓极限抗剪承载力表示为0.7倍的极限抗拉承载力,此时误差在20％之内,可较好地预测PTBSC的极限抗剪承载力且具有一定安全储备.

关键词：组合结构;抗剪连接件;理论分析;有限元分析;抗剪性能

所属期刊栏目：38

分类号：TU398+.9(建筑结构)

资助基金：国家自然科学基金项目;中国地震局工程力学研究所基本科研业务费专项项目

在线出版日期：2021-11-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：74-82