自带约束构造的栓钉抗剪连接件受力性能研究*

戚菁菁， 曹 华， 卜明华， 胡 晓， 吕伟荣， 黄 志

(1 湖南科技大学土木工程学院， 湘潭 411021；2 湖南省建筑设计院有限公司， 长沙 410012)

0 引言

钢-混凝土组合结构能充分发挥钢材和混凝土各自的材料特性，兼顾钢结构和混凝土结构的优点，具有显著的技术经济效益和社会效益，是具备一系列优点的新型结构形式。在钢-混凝土组合构件中，栓钉抗剪连接件作为广泛使用的主要传力部件，能协调钢与混凝土界面之间的受力及变形，使两者共同受力，其受力性能对充分发挥两种材料的优势起着至关重要的作用。然而，栓钉抗剪连接件在混凝土中的力学行为极为复杂，以钢-混凝土组合梁为例，栓钉与混凝土翼缘板的抗剪传力类似于线接触的圆柱形铰，栓钉周边3d(d为栓钉直径)范围内的混凝土受栓钉“剪撬”局压集中作用极易在与栓钉接触的混凝土内部产生劈裂微裂缝[1-3]，显然该劈裂微裂缝在混凝土内部扩展，遇到横向钢筋的约束才得到相对有效的抑制。这种无有效约束的劈裂引起的界面滑移效应在一定程度上减小了组合梁刚度，降低了结构的耐久性[4]。国内外学者为解决上述问题，使钢梁与混凝土板更好地共同工作，主要采取以下几方面措施：1)提出各种新型剪力连接件，如双钉头型栓钉剪力连接件[5]，Perfoband Strip剪力连接件[6]等；2)采用高强高性能混凝土[7-9]，如高强高性能混凝土、钢纤维混凝土及纤维增强水泥基复合材料在组合梁中的研究应用等，其相对成本目前均较高；……