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        剪力釘單釘連接件的抗剪承載力分析

        2013-12-17 07:42:26
        中國科技信息 2013年22期
        關(guān)鍵詞:連接件計算公式抗剪

        山東高速工程檢測有限公司,山東 濟南 250000

        1 概述

        示。其中,剪力釘以及試件鋼板采用實體單元SOLID185模擬,試件混凝土采用實體單元SOLID65模擬。

        對于剪力釘連接件抗剪承載力的研究,國內(nèi)外學(xué)者常通過大量的推出試驗來回歸其承載力計算公式,但是由于試驗時所采用的模型幾何尺寸及得到的破壞形態(tài)的差異,導(dǎo)致根據(jù)其承載力公式得出的計算值離散性較大。本文通過對各國規(guī)范及學(xué)者提出的關(guān)于單釘抗剪承載力的公式進行對比分析,以期得到合理的計算公式。

        2 單釘推出試驗有限元模擬

        2.1 試驗概況

        文獻[1]對剪力釘單釘連接件進行了推出試驗,試件參數(shù)如下:試件每側(cè)有2根φ22×200的剪力釘,其水平向間距為200mm。剪力釘推出試驗試件混凝土材料為C50,剪力釘材料為ML15,鋼板材料為Q345q。

        2.2 有限元模型

        本文采用有限元軟件ANSYS對上述剪力釘單釘連接件推出試驗進行實體有限元分析,有限元模型如圖1所

        圖1 剪力釘單釘試件有限元模型

        2.3 有限元計算結(jié)果與試驗結(jié)果對比

        通過對文獻[1]中剪力釘單釘連接件的有限元分析,得出其抗剪承載力別如表1所示??梢钥闯?,有限元計算結(jié)果略小于試驗實測結(jié)果,且其差值僅為3%,從而證明了本文有限元分析方法的合理性。

        表1 剪力釘單釘抗剪連接件抗剪承載力

        3 剪力釘單釘連接件抗剪承載力對比分析

        表2給出了包括國內(nèi)外規(guī)范在內(nèi)的4個具有代表性的剪力釘抗剪承載力計算公式。

        根據(jù)以往研究結(jié)果,影響剪力釘連接件抗剪承載力的最主要參數(shù)為剪力釘直徑與試件混凝土強度。因此,本文通過變換剪力釘直徑以及混凝土強度等級這兩種參數(shù),并將各參數(shù)下有限元計算結(jié)果與代表性的剪力釘單釘連接件承載力公式計算結(jié)果進行對比分析,以得到合理的剪力釘單釘連接件抗剪承載力。

        從表3可以看出,各公式中,以公式2計算結(jié)果與有限元結(jié)果最為相近,因此可將公式2作為剪力釘單釘連接件抗剪承載力的計算公式。

        表2 具有代表性的剪力釘單釘連接件承載力計算公式

        表3 各公式計算結(jié)果匯總(kN)

        4 結(jié)語

        本文通過與已有的剪力釘推出試驗進行有限元模擬分析,驗證了有限元分析的正確性;對剪力釘單釘抗剪承載力的代表性計算公式進行了分析;結(jié)合有限元模型,通過變換剪力釘直徑以及混凝土強度等參數(shù),對各代表性公式進行了對比分析,結(jié)果顯示公式2與有限元計算值最為相近,文獻[2]中公式可較為準(zhǔn)確的預(yù)測剪力釘單釘連接件的抗剪承載力。

        [1]張喜剛,劉玉擎.組合索塔錨固結(jié)構(gòu)[M].北京:人民交通出版社,2010.

        [2]Ollgaard H G,Slutter R G,Fisher J D.Shear strength of stud connectors in lightweight and normal-weight concrete [J].Engineering Jomal of Ameriean Institute of Steel Construetion,1971,8(2):55-64

        [3]ANSI/AISC 360-05.Specification for structural steel build-ings[S].2005

        [4]Eurocode 4:Design of composite steel and concrete struc-tures,Part1-1,Genaral rules and rules for buildings EN1994-1-1[S].2001

        [5]GB50017-2003.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].2003

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