[发明专利]基于剪力钉增强的组合销连接件抗剪承载力确定方法

说明书

本发明公开了基于剪力钉增强的组合销连接件抗剪承载力确定方法，包括如下步骤：步骤一、确定基于剪力钉增强的组合销连接件的抗剪承载力公式基本形式；步骤二、确定组合销连接件单销抗剪承载力计算公式；步骤三、建立考虑剪力钉横截面积和剪力钉抗拉强度的剪力钉承载力计算公式；步骤四、结合基于剪力钉增强的组合销连接件推出试验数据，拟合相互作用影响系数，提出其抗剪承载力计算公式，从而可以确定基于剪力钉增强的组合销剪力连接件抗剪承载力。本发明使新型组合销连接件抗剪承载力的确定更合理、准确、便捷，为基于剪力钉增强的组合销连接件在组合桥梁结构中的应用提供理论依据。

技术领域

本发明涉及一种连接件抗剪承载力的确定方法，具体涉及一种基于剪力钉增强的组合销连接件抗剪承载力确定方法，属于交通工程技术领域。

背景技术

钢-混组合桥梁能够充分发挥混凝土的抗压强度和钢材的抗拉强度，并降低桥梁结构自重，节省工程造价，在桥梁工程中具有广泛的应用前景。剪力连接件是保证桥面板与钢主梁连接成整体的一个重要部件。目前连接件最主要的形式有剪力钉连接件和PBL连接件，通过布置在钢梁的上翼缘板上与桥面板相连接。近年来，欧洲提出了一种腹板直插式改进螺旋线型组合销连接件(Modified clothoid shape composite dowel，简称MCL)，具有很好的抗剪性能和抗疲劳性能，并在桥梁工程中得到成功应用。

但是研究发现，MCL组合销连接件存在明显的应力集中区域，导致钢销底部会过早出现撕裂现象，限制了其抗剪承载能力的发挥。

为此，可以设想提出一种基于剪力钉增强的新型组合销连接件，通过在MCL钢销上横向设置剪力钉，以改善钢销的受力状态，缓解其应力集中现象，达到提高其抗剪承载力的目的。但是，目前尚没有对这种组合销连接件抗剪承载力的准确评估确定的方法，这限制了新型组合销连接件在钢-混组合桥梁以及其他交通工程中的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于剪力钉增强的组合销连接件抗剪承载力确定方法，该模型可准确确定基于剪力钉增强的组合销连接件的抗剪承载力，为剪力钉增强的组合销连接件在组合桥梁结构中的应用提供理论依据。

本发明具体是这样实现的：

基于剪力钉增强的组合销连接件抗剪承载力确定方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一、考虑腹板直插式组合销连接件和剪力钉连接件两部分均提供抗剪承载力，根据叠加原理，确定基于剪力钉增强的组合销连接件的抗剪承载力公式基本形式；

步骤二、基于剪力钉增强的组合销连接件的破坏模式和几何参数，确定组合销连接件单销抗剪承载力计算公式；

步骤三、根据钢销剪力钉均发生根部剪切破坏的现象，建立考虑剪力钉横截面积和剪力钉抗拉强度的剪力钉承载力计算公式；

步骤四、结合基于剪力钉增强的组合销连接件推出试验数据，拟合相互作用影响系数，提出其抗剪承载力计算公式，从而可以确定基于剪力钉增强的组合销剪力连接件抗剪承载力。

更进一步的方案是：

所述的基于剪力钉增强的组合销连接件，是在腹板直插式改进螺旋线型组合销连接件(简称MCL)的钢销上横向设置剪力钉，钢销厚度为8-16mm；单个钢销上设置的剪力钉数量为1-3对，以改善MCL的钢销受力状态和缓解其应力集中现象，达到提高MCL抗剪承载力的目的。

更进一步的方案是：

步骤一中，根据叠加原理，得到基于剪力钉增强的组合销连接件的抗剪承载力计算公式基本形式为：

P＝αP_mcl+βP_sd (1)