1、組合結構剪力連接件鋼混凝土組合結構的性能取決于鋼和混凝土界面處剪應力的有效傳遞。組合截面的整體作用的最終承載力和變形發展,單靠自然黏結不足以保證在大荷載時界面處有足夠的共同作用,在這時連接件是一個決定因素。試驗證明,理想的剪力連接件設計,應當為結構提供完整的組合作用。因此,對組合結構設計使用機械剪力連接件是十分必要的。1 壓型鋼板與混凝土組合樓板的連接1)采用閉口型槽口的壓型鋼板,見圖 1a。為了增強剪切粘結效應,有時還在壓型鋼板腹板上開20mm 的孔洞。2)采用開口型槽口壓型鋼板,在其腹板翼緣上軋制凹凸槽紋作為剪力連接件。槽紋剪力件一般等距分布,它的形式、數量、間距與尺寸對抗剪強度影響很大。

2、這類壓型鋼板的規格和槽紋形式很多,見圖 1b,應用也最廣泛。3)采用開口型槽口壓型鋼板,同時在它的翼緣上另焊附加鋼筋,以增強抗剪切粘結能力,見圖 1c。直徑為6mm,間距為150 mm300 mm 的附加橫向鋼筋,應焊接在組合板的剪跨區內、壓型鋼板的翼緣上,每個縱肋翼緣上焊縫長度不小于 50 mm。工程實踐中,采用端部錨固也是提高樓板縱向抗剪能力的有效措施,即在組合樓板的端部(包括簡支板端部及連續板的各跨端部),焊上帶頭的抗剪栓釘。栓釘設置在端支座的凹肋處穿透壓型鋼板,并將栓釘和壓型鋼板焊于鋼梁翼緣上。2 鋼與混凝土組合梁抗剪連接件是組合梁設計的關鍵因素之一。組合梁的連接件可分為栓釘、鋼筋和型

3、鋼。栓釘和鋼筋的連接件如果布置得足夠多,可以完全抵抗板中傳來的縱向剪力,但是連接件本身的彎曲會使混凝土板與型鋼梁之間產生一定的滑移,故稱之為柔性連接件;而型鋼連接件本身水平剛度大,滑移很小可以忽略,故稱之為剛性連接件。若在剛性連接件上加焊斜筋或環筋則,可把組合梁分為完全組合梁和部分組合梁。完全組合梁是指組合梁中配有足夠數量的剪切連接件可以完全承擔梁截面極限彎矩作用下所產生的縱向剪力;部分組合梁是指剪力連接件所能承擔的剪力小于在截面極限彎矩下所產生的縱向剪力。我國的工程實踐中多采用栓釘連接,根據大量的實驗,認為栓釘主要有兩種破壞形式,即栓釘周圍混凝土的破壞或栓桿被剪斷。因此,鋼結構設計規范中規定

4、栓釘的承載力需根據以上兩種情況分別計算,并取二者的較小值,而栓釘設置的構造要求也是針對這兩種情況制定的。3 剪力連接件的設計3.1 槽鋼連接件影響槽鋼連接件抗剪承載力的主要因素是混凝土強度、槽鋼材料強度和幾何尺寸。通常情況,隨混凝土標號的提高,槽鋼連接件的抗剪承載力相應提高,最后破壞產生于混凝土。但當混凝土強度等級增大到一定程度,槽鋼連接件抗剪力不再隨混凝土強度等級的提高而增加,最后破壞產生于槽鋼。當增大槽鋼翼緣厚度時,將會增大連接件根部混凝土的有效承壓面積,從而提高抗剪能力;當增加槽鋼腹板厚度時,會增加腹板抗彎剛度和抗拉能力,從而提高抗剪承載力;當增大腹板高度時,有利于腹板抗拉強度提高,從而

5、提高槽鋼抗掀起和抗剪能力。槽鋼連接件計算公式如下N 0.26( t 0.5t )l E fSwccc式中為槽鋼連接件的承載力(kN);為槽鋼腹板厚度(mm); 為槽鋼翼緣平均厚度t tNSw(mm); 為槽鋼剪力連接件長度(mm); 為混凝土 28 d 抗壓強度(N/mm2); 為混凝土的Elfccc2彈性模量(N/mm )。3.2 角鋼連接件影響角鋼連接件抗剪承載力的因素與槽鋼基本類似,在計算中與槽鋼相比,僅不計槽鋼翼緣尺寸,其承載力計算公式如下N 0.26(0 0.5t )l E fSwccc公式中符號意義同槽鋼連接件。3.3 栓釘連接件(1)連接件本身受拉破壞。一般發生在混凝土標號較高的

6、時候,其承載力與混凝土標號無關,僅取決于連接件的型號及材料性質。(2)連接件附近的混凝土破壞。栓釘前的根部混凝土會出現局部受壓破壞或劈裂破壞。如果栓釘埋深不足,當拔出栓釘時,會帶出一些混凝土塊,這時,連接件的承載力將取決于混凝,栓釘越長,其承載力越大,其直徑越大,承載力也越大，但不應超過被焊鋼梁上翼緣厚度的 2.5 4 時,承載力增加有限,當栓釘長度與直徑之比等于 4 ,其栓釘連接件承載力可用下式表示N0.43 A E fSScc式中為個栓釘連接件的承載力(kN);As 為栓釘直徑截面面積(mm2);為混凝土抗fNSc壓設計強度(N/mm );為混凝土的彈性模量(N/mm )。22Ec4 連接

7、件的構造4.1 一般要求無論何種連接件,其連接件頂端離開鋼筋混凝土板頂面25 mm;連接件的前后布置最大間距600 mm,或不大于混凝土板厚度的3 倍;連接件的外側面到鋼梁上翼緣外側縱向邊界的水平距離25 mm;應保證澆搗混凝土的密實性,保證連接件周圍的混凝土有效地抵抗所產生的拉應力;連接件外側面到鋼筋混凝土上翼緣板外側邊100 mm;鋼梁頂面不得涂油漆,在澆搗上翼緣混凝土之前,;在懸挑結構中,懸臂端在接近混凝土板的自由邊緣處,應設置足夠的橫向及縱向鋼筋保證把縱向剪力傳遞到板中,連接件總高度(包括連接件端部的環或鉤)100 mm,混凝土板厚減去 25 mm,取其較大值。4.2 栓釘連接件(1)栓釘連接件的長度4d(d 為栓釘直徑),沿鋼梁跨度方向的間距垂直于梁跨度方向的間距4d。(2)栓釘頂部下表面應比混凝土翼板底部鋼筋高出 30 mm。(3)栓釘頂面的混凝土保護層厚度25 mm,栓釘連接件直徑外側面到鋼梁上翼緣外側邊的距離50 mm,到混凝土板托側邊的距離40 mm,到混凝土翼板外側邊的距離100 mm。(4)當栓釘的焊接位置不直接對準鋼梁腹板時,特別是上翼緣承受拉應力,此時栓釘直徑應不大于鋼梁翼緣厚度的 1.5 ,否則栓釘直徑不應大于鋼梁