鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)連接件

1、組合結(jié)構(gòu)剪力連接件鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)的性能取決于鋼和混凝土界面處剪應(yīng)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(fā)展,單靠自然黏結(jié)不足以保證在大荷載時(shí)界面處有足夠的共同作用,在這時(shí)連接件是一個(gè)決定因素。試驗(yàn)證明,理想的剪力連接件設(shè)計(jì),應(yīng)當(dāng)為結(jié)構(gòu)提供完整的組合作用。因此,對(duì)組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用機(jī)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(qiáng)剪切粘結(jié)效應(yīng),有時(shí)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(shù)量、間距與尺寸對(duì)抗剪強(qiáng)度影響很大。

2、這類壓型鋼板的規(guī)格和槽紋形式很多,見圖 1b,應(yīng)用也最廣泛。3)采用開口型槽口壓型鋼板,同時(shí)在它的翼緣上另焊附加鋼筋,以增強(qiáng)抗剪切粘結(jié)能力,見圖 1c。直徑為6mm,間距為150 mm300 mm 的附加橫向鋼筋,應(yīng)焊接在組合板的剪跨區(qū)內(nèi)、壓型鋼板的翼緣上,每個(gè)縱肋翼緣上焊縫長度不小于 50 mm。工程實(shí)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(xù)板的各跨端部),焊上帶頭的抗剪栓釘。栓釘設(shè)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(shè)計(jì)的關(guān)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(huì)使混凝土板與型鋼梁之間產(chǎn)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(huán)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(shù)量的剪切連接件可以完全承擔(dān)梁截面極限彎矩作用下所產(chǎn)生的縱向剪力;部分組合梁是指剪力連接件所能承擔(dān)的剪力小于在截面極限彎矩下所產(chǎn)生的縱向剪力。我國的工程實(shí)踐中多采用栓釘連接,根據(jù)大量的實(shí)驗(yàn),認(rèn)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定

4、栓釘?shù)某休d力需根據(jù)以上兩種情況分別計(jì)算,并取二者的較小值,而栓釘設(shè)置的構(gòu)造要求也是針對(duì)這兩種情況制定的。3 剪力連接件的設(shè)計(jì)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(qiáng)度、槽鋼材料強(qiáng)度和幾何尺寸。通常情況,隨混凝土標(biāo)號(hào)的提高,槽鋼連接件的抗剪承載力相應(yīng)提高,最后破壞產(chǎn)生于混凝土。但當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)增大到一定程度,槽鋼連接件抗剪力不再隨混凝土強(qiáng)度等級(jí)的提高而增加,最后破壞產(chǎn)生于槽鋼。當(dāng)增大槽鋼翼緣厚度時(shí),將會(huì)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(dāng)增加槽鋼腹板厚度時(shí),會(huì)增加腹板抗彎剛度和抗拉能力,從而提高抗剪承載力;當(dāng)增大腹板高度時(shí),有利于腹板抗拉強(qiáng)度提高,從而

5、提高槽鋼抗掀起和抗剪能力。槽鋼連接件計(jì)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(qiáng)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(jì)算中與槽鋼相比,僅不計(jì)槽鋼翼緣尺寸,其承載力計(jì)算公式如下N 0.26(0 0.5t )l E fSwccc公式中符號(hào)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(fā)生在混凝土標(biāo)號(hào)較高的

6、時(shí)候,其承載力與混凝土標(biāo)號(hào)無關(guān),僅取決于連接件的型號(hào)及材料性質(zhì)。(2)連接件附近的混凝土破壞。栓釘前的根部混凝土?xí)霈F(xiàn)局部受壓破壞或劈裂破壞。如果栓釘埋深不足,當(dāng)拔出栓釘時(shí),會(huì)帶出一些混凝土塊,這時(shí),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(yīng)超過被焊鋼梁上翼緣厚度的 2.5 4 時(shí),承載力增加有限,當(dāng)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(gè)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(shè)計(jì)強(qiáng)度(N/mm );為混凝土的彈性模量(N/mm )。22Ec4 連接

7、件的構(gòu)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(cè)面到鋼梁上翼緣外側(cè)縱向邊界的水平距離25 mm;應(yīng)保證澆搗混凝土的密實(shí)性,保證連接件周圍的混凝土有效地抵抗所產(chǎn)生的拉應(yīng)力;連接件外側(cè)面到鋼筋混凝土上翼緣板外側(cè)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(jié)構(gòu)中,懸臂端在接近混凝土板的自由邊緣處,應(yīng)設(shè)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(huán)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(yīng)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(hù)層厚度25 mm,栓釘連接件直徑外側(cè)面到鋼梁上翼緣外側(cè)邊的距離50 mm,到混凝土板托側(cè)邊的距離40 mm,到混凝土翼板外側(cè)邊的距離100 mm。(4)當(dāng)栓釘?shù)暮附游恢貌恢苯訉?duì)準(zhǔn)鋼梁腹板時(shí),特別是上翼緣承受拉應(yīng)力,此時(shí)栓釘直徑應(yīng)不大于鋼梁翼緣厚度的 1.5 ,否則栓釘直徑不應(yīng)大于鋼梁