11.3.1 組合梁的抗剪連接件宜采用栓釘,也可采用槽鋼、彎筋或有可靠依據(jù)的其他類型連接件。栓釘、槽鋼及彎筋連接件的設(shè)置方式如圖11.3.1所示;一個(gè)抗剪連接件的承載力設(shè)計(jì)值由下列公式確定:

圖11.3.1 連接件的外形及設(shè)置方向
1 圓柱頭焊釘(栓釘)連接件:

式中 Ec——混凝土的彈性模量;
As——圓柱頭焊釘(栓釘)釘桿截面面積;
f——圓柱頭焊釘(栓釘)抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;
γ——栓釘材料抗拉強(qiáng)度最小值與屈服強(qiáng)度之比。
當(dāng)栓釘材料性能等級(jí)為4.6級(jí)時(shí),取f=215(N/mm2),γ=1.67。
2 槽鋼連接件:

式中 t——槽鋼翼緣的平均厚度;
tw——槽鋼腹板的厚度;
lc——槽鋼的長(zhǎng)度。
槽鋼連接件通過肢尖肢背兩條通長(zhǎng)角焊縫與鋼梁連接,角焊縫按承受該連接件的抗剪承載力設(shè)計(jì)值Nvc進(jìn)行計(jì)算。
3 彎筋連接件:

式中 Ast——彎筋的截面面積;
fst——彎筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。
11.3.2 對(duì)于用壓型鋼板混凝土組合板做翼板的組合梁(圖11.3.2),其栓釘連接件的抗剪承載力設(shè)計(jì)值應(yīng)分別按以下兩種情況予以降低:

圖11.3.2 用壓型鋼板混凝土組合板做翼板的組合梁
1 當(dāng)壓型鋼板肋平行于鋼梁布置(圖11.3.2a),bw/he<1.5時(shí),按公式(11.3.1-1)算得的Nvc應(yīng)乘以折減系數(shù)βv后取用。βv值按下式計(jì)算:

式中 bw——混凝土凸肋的平均寬度,當(dāng)肋的上部寬度小于下部寬度時(shí)(圖11.3.2c),改取上部寬度;
he——混凝土凸肋高度;
hd——栓釘高度。
2 當(dāng)壓型鋼板肋垂直于鋼梁布置時(shí)(圖11.3.2b),栓釘抗剪連接件承載力設(shè)計(jì)值的折減系數(shù)按下式計(jì)算:

式中 n0——在梁某截面處一個(gè)肋中布置的栓釘數(shù),當(dāng)多于3個(gè)時(shí),按3個(gè)計(jì)算。
11.3.3 位于負(fù)彎矩區(qū)段的抗剪連接件,其抗剪承載力設(shè)計(jì)值Nvc應(yīng)乘以折減系數(shù)0.9(中間支座兩側(cè))和0.8(懸臂部分)。
11.3.4 抗剪連接件的計(jì)算,應(yīng)以彎矩絕對(duì)值最大點(diǎn)及零彎矩點(diǎn)為界限,劃分為若干個(gè)剪跨區(qū)(圖11.3.4),逐段進(jìn)行。每個(gè)剪跨區(qū)段內(nèi)鋼梁與混凝土翼板交界面的縱向剪力Vs按下列方法確定:

圖11.3.4 連續(xù)梁剪跨區(qū)劃分圖
1 位于正彎矩區(qū)段的剪跨,Vs取Af和behc1fc中的較小者。
2 位于負(fù)彎矩區(qū)段的剪跨:

按照完全抗剪連接設(shè)計(jì)時(shí),每個(gè)剪跨區(qū)段內(nèi)需要的連接件總數(shù)nf,按下式計(jì)算:

部分抗剪連接組合梁,其連接件的實(shí)配個(gè)數(shù)不得少于nf的50%。
按公式(11.3.4-2)算得的連接件數(shù)量,可在對(duì)應(yīng)的剪跨區(qū)段內(nèi)均勻布置。當(dāng)在此剪跨區(qū)段內(nèi)有較大集中荷載作用時(shí),應(yīng)將連接件個(gè)數(shù)nf按剪力圖面積比例分配后再各自均勻布置。
注:當(dāng)采用栓釘和槽鋼抗剪件時(shí),在圖11.3.4中可將剪跨區(qū)m2和m3、m4和m5分別合并為一個(gè)區(qū)配置抗剪連接件,合并為一個(gè)區(qū)段后的Vs=behc1+Astfst。建議在合并區(qū)內(nèi)采用完傘抗剪連接。
條文說明
11.3 抗剪連接件的計(jì)算
11.3.1 連接件的抗剪承載力設(shè)計(jì)值是通過推導(dǎo)與試驗(yàn)所決定的。
1 圓柱頭焊釘(栓釘)連接件:試驗(yàn)表明,栓釘在混凝土中的抗剪工作類似于彈性地基梁,在栓釘根部混凝土受局部承壓作用,因而影響抗剪承載力的主要因素有:
1)栓釘?shù)闹睆絛(或栓釘?shù)慕孛娣eAs=πd2/4);
2)混凝土的彈性模量Ec;
3)混凝土的強(qiáng)度等級(jí)。
當(dāng)栓釘長(zhǎng)度為直徑4倍以上時(shí),栓釘抗剪承載力為:

該公式既可用于普通混凝土,也可用于輕骨料混凝土。
考慮可靠度的因素后,公式(76)中的fc實(shí)際除應(yīng)以混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度f(wàn)c代替外,尚應(yīng)乘以折減系數(shù)0.85,這樣就得到條文中的栓釘抗剪承載力設(shè)計(jì)公式(11.3.1-1)。
試驗(yàn)研究表明,栓釘?shù)目辜舫休d力并非隨著混凝土強(qiáng)度的提高而無限地提高,存在一個(gè)與栓釘抗拉強(qiáng)度有關(guān)的上限值。根據(jù)歐洲鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)1981年組合結(jié)構(gòu)規(guī)范等資料,其承載力的限制條件為0.7Asfu,約相當(dāng)于栓釘?shù)臉O限抗剪強(qiáng)度。但在編制GBJ 17-88規(guī)范時(shí),認(rèn)為經(jīng)驗(yàn)不足,將fu(抗拉強(qiáng)度)改為fy(屈服強(qiáng)度),再引入抗力分項(xiàng)系數(shù)成為f。GBJ 17-88規(guī)范發(fā)行以來,設(shè)計(jì)者發(fā)現(xiàn)Ncv均由≤0.7Asf控制,導(dǎo)致使用栓釘數(shù)量過多?,F(xiàn)本規(guī)范改為“≤0.7Asγf”。
γ為栓釘材料抗拉強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度(均用最小規(guī)定值)之比。按國(guó)標(biāo)《圓柱頭焊釘》GB/T 10433,當(dāng)栓釘材料性能等級(jí)為4.6級(jí)時(shí),
。
2 槽鋼連接件:其工作性能與栓釘相似,混凝土對(duì)其影響的因素亦相同,只是槽鋼連接件根部的混凝土局部承壓區(qū)局限于槽鋼上翼緣下表面范圍內(nèi)。各國(guó)規(guī)范中采用的公式基本上是一致的,我國(guó)在這方面的試驗(yàn)也極為接沂,即:

考慮可靠度的因素后,公式(77)中的fc實(shí)際除應(yīng)以混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fc代替外,尚應(yīng)再乘以折減系數(shù)0.85,這樣就得到條文中的抗剪承載力設(shè)計(jì)值公式(11.3.1-2)。
3 彎筋連接件:彎起鋼筋的抗剪作用主要是通過與混凝土錨固而獲得的,當(dāng)彎起鋼筋的錨固長(zhǎng)度在構(gòu)造上滿足要求后,影響抗剪承載力的主要因素便是彎起鋼筋的截面面積和彎起鋼筋的強(qiáng)度等級(jí)。試驗(yàn)與分析表明,當(dāng)彎起鋼筋的彎起角度為35°~55°時(shí),彎起角度的因素可以忽略不計(jì),其抗剪承載力設(shè)計(jì)值為:

試驗(yàn)表明,實(shí)測(cè)結(jié)果與按公式(78)計(jì)算結(jié)果之比在1.2以上,故其抗剪承載力設(shè)計(jì)值的計(jì)算公式除將彎起鋼筋的屈服強(qiáng)度f(wàn)y改用抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fst外,不再乘折減系數(shù),這樣就得到條文中的抗剪承載力設(shè)計(jì)值計(jì)算公式(11.3.1-3)。
11.3.2 用壓型鋼板混凝土組合板時(shí),其抗剪連接件一般用栓釘。由于栓釘需穿過壓型鋼板而焊接至鋼梁上,且栓釘根部周圍沒有混凝土的約束,當(dāng)壓型鋼板肋垂直于鋼梁時(shí),由壓型鋼板的波紋形成的混凝土肋是不連續(xù)的,故對(duì)栓釘?shù)目辜舫休d力應(yīng)予折減。本條規(guī)定的折減系數(shù)是根據(jù)試驗(yàn)分析而得出的。
11.3.3 當(dāng)栓釘位于負(fù)彎矩區(qū)時(shí),混凝土翼板處于受拉狀態(tài),栓釘周圍的混凝土對(duì)其約束程度不如正彎矩區(qū)的栓釘受到周圍混凝土約束程度高,故位于負(fù)彎矩區(qū)的栓釘抗剪承載力亦應(yīng)予折減。
11.3.4 試驗(yàn)研究表明,栓釘?shù)热嵝钥辜暨B接件具有很好的剪力重分布能力,所以沒有必要按照剪力圖布置連接件,這給設(shè)計(jì)和施工帶來了極大的方便。對(duì)于簡(jiǎn)支組合梁,可以按照11.3.4條所計(jì)算的連接件個(gè)數(shù)均勻布置在最大正彎矩截面至零彎矩截面之間。對(duì)于連續(xù)組合梁,可以將按照11.3.4條所計(jì)算的連接件個(gè)數(shù)分別在m1、(m2+m3)、(m4+m5)區(qū)段內(nèi)均勻布置,但應(yīng)注意在各區(qū)段內(nèi)混凝土翼板隔離體的平衡。


鋼結(jié)構(gòu)防火涂料 GB149
