考慮栓釘剪切剛度的鋼—混凝土組合框架受力性能分析.pdf

1、組合結(jié)構(gòu)由兩種材料通過抗剪連接件連接共同工作,由于其充分發(fā)揮了不同材料的優(yōu)點(diǎn),在建筑中已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。目前,國內(nèi)外仍以栓釘作為主要的抗剪連接構(gòu)件。在鋼-混凝土組合框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中,混凝土樓板通過栓釘與鋼梁連接形成整體共同承受平面內(nèi)外的荷載作用。栓釘?shù)氖芰π阅苤苯雨P(guān)系到兩種材料能否共同工作。而目前我國對組合框架的設(shè)計(jì)中存在的問題主要是對樓板與鋼梁的連接與構(gòu)造不夠重視。特別是對鋼-混凝土組合框架整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析時(shí),大多忽略了栓釘?shù)膶?shí)際剪切

2、剛度,建模時(shí)將樓板與鋼梁采用公共節(jié)點(diǎn)耦合的方式進(jìn)行連接,對栓釘?shù)膶?shí)際剪切剛度對結(jié)構(gòu)受力性能的影響缺乏實(shí)際思考。
　　本文基于ABAQUS有限元模擬軟件對考慮栓釘實(shí)際剪切剛度的組合框架受力性能進(jìn)行分析,以栓釘?shù)氖芰π阅転榍腥朦c(diǎn),首先對單個(gè)栓釘進(jìn)行了精細(xì)化建模,分析了不同參數(shù)對栓釘抗剪承載能力的影響并對栓釘剛度退化現(xiàn)象進(jìn)行闡釋;進(jìn)而采用彈簧單元模擬栓釘,通過賦予彈簧單元非線性本構(gòu)關(guān)系模擬栓釘剛度退化現(xiàn)象,對栓釘在組合梁承受不同荷載形式

3、下的受力性能進(jìn)行研究,并對栓釘剛度退化對組合梁撓度的影響進(jìn)行分析;最后基于實(shí)際工程,考慮栓釘實(shí)際剪切剛度對鋼-混凝土組合框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體建模分析,研究了考慮栓釘實(shí)際剪切剛度對整體結(jié)構(gòu)受力性能的影響。
　　通過對單個(gè)栓釘受力性能進(jìn)行分析可以看出,栓釘?shù)臉O限承載力由兩種因素決定,分別為栓釘周圍混凝土強(qiáng)度以及栓釘自身的性能。且栓釘?shù)目辜舫休d力隨著混凝土強(qiáng)度的增加以及栓釘直徑的增加而增大。且由栓釘?shù)暮奢d-滑移曲線可以看出,栓釘存在明顯的剛

4、度退化特性?；谟邢拊治鼋Y(jié)果可知,我國規(guī)范對栓釘抗剪承載力的設(shè)計(jì)偏于保守。
　　通過對組合梁中栓釘受力特征分析可以看出,豎向荷載作用下,栓釘具有很強(qiáng)的塑性性能實(shí)現(xiàn)縱向界面間剪力重新分布?？紤]水平荷載的疊加之后疊合面間總縱向剪力值變化不大且栓釘仍具有很強(qiáng)的柔性性能實(shí)現(xiàn)界面間剪力重分布。但由分析結(jié)果可以看出,當(dāng)水平荷載較大時(shí)栓釘滑移量較大同時(shí)考慮到水平荷載作用的雙向性,建議此時(shí)在梁兩側(cè)增加栓釘數(shù)量滿足水平荷載疊加要求。此外,栓釘剛度