[发明专利]集束式长短剪力钉的极限抗剪承载力计算方法

摘要

一种集束式长短剪力钉的极限抗剪承载力计算方法。首先开展集束式长短剪力钉推出试验和有限元分析，获得平均单钉极限抗剪承载力，研究长短剪力钉直径、长度、强度、弹性模量、混凝土强度和弹性模量等参数对剪力钉抗剪承载力的影响规律，利用差分进化法对剪力钉极限抗剪承载力进行非线性回归分析，建立集束式长短剪力钉单钉的极限抗剪承载力计算公式；然后，研究长短剪力钉所受荷载、极限抗剪承载力、以及钢梁与混凝土板间相对滑移值，回归分析得到集束式长短剪力钉的荷载‑滑移曲线计算公式。本发明的方法解决了现有规范不能考虑剪力钉不同长度、不同直径交错布置来进行承载力计算的难题，为钢‑混组合结构长短剪力钉的设计提供技术支撑。

主权项

1.一种集束式长短剪力钉的极限抗剪承载力计算方法，其特征在于包括如下步骤：1)开展集束式长短剪力钉推出试验和有限元分析，获得剪力钉群的平均单钉极限抗剪承载力，研究长短剪力钉直径、长度、强度、弹性模量、混凝土强度和弹性模量参数对剪力钉抗剪承载力的影响规律，利用差分进化法对剪力钉极限抗剪承载力进行非线性回归分析，建立集束式长短剪力钉单钉的极限抗剪承载力计算公式；2)研究长短剪力钉所受荷载、极限抗剪承载力、以及钢梁与混凝土板间相对滑移值，回归分析得到集束式长短剪力钉的荷载‑滑移曲线计算公式；具体步骤为：(1)试验研究长短剪力钉直径、长度对剪力钉群的平均单钉极限承载力的影响规律，结合有限元模拟混凝土强度和弹性模量、剪力钉强度和弹性模量参数的变化规律，确定集束式长短剪力钉的单钉极限抗剪承载力计算公式的基本形式为：式中，P_u为剪力钉的极限承载力，d₁为剪力钉大直径，d₂为剪力钉小直径，E_c为混凝土弹性模量，E_s为剪力钉弹性模量，f_cu为混凝土的立方体抗压强度，f_u为剪力钉抗拉强度，a、b、c为一般常数；根据推出试验与有限元模型计算得出各组试件的平均单钉极限承载力，利用差分进化法对单钉极限抗剪承载力进行非线性回归分析，得到a＝0.6，b＝‑0.53，c＝0.42；则集束式长短剪力钉单钉的极限抗剪承载力计算公式：(2)研究荷载、极限承载力和钢梁与两层混凝土板之间的相对滑移值，确定集束式长短剪力钉的荷载‑滑移曲线计算公式的基本形式为：式中，P为剪力钉所受的荷载，e为自然常数，s为钢梁与混凝土板之间的相对滑移量，α、β为一般常数；通过推出试验和公式(2)，利用差分进化法对荷载、极限承载力和钢梁与两层混凝土板之间相对滑移值进行回归分析，得到α＝‑0.85，β＝0.9；则集束式长短剪力钉的荷载‑滑移曲线计算公式为：