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