[發明專利]一種拉剪復合作用剪力釘單釘抗剪承載力計算方法

在審

• 申請號: 202110236501.X
• 申請日: 2021-03-03
• 公開（公告）號: CN112906116A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 黃萌;安然;王曉蓓
• 申請（專利權）人: 山東永能節能環保服務股份有限公司
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/23;G06F119/14
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 鄧建國

本發明涉及一種拉剪復合作用剪力釘單釘抗剪承載力計算方法，包括以下步驟：對具有不同拉剪比的剪力釘有限元分析模型進行有限元計算，得到不同拉剪比下的單釘抗剪承載力；根據一系列相互對應的拉剪比及單等抗剪承載力對預先建立的單釘抗剪承載力計算模型進行擬合，得到單釘抗剪承載力計算模型中的待定參數值；將得到的待定參數值帶入單釘抗剪承載力計算模型中，利用帶入待定參數的單釘抗剪承載力計算模型計算剪力釘的單釘抗剪承載力，采用本發明的方法彌補了剪力釘的單釘抗剪承載力的研究不足，簡單易行，為設計和施工提供了參考，保證了施工的安全。

技術領域

本發明涉及橋梁工程技術領域，具體涉及一種拉剪復合作用剪力釘單釘抗剪承載力計算方法。

背景技術

這里的陳述僅提供與本發明相關的背景技術，而不必然地構成現有技術。

剪力釘連接件受力性能優越，施工便捷，造價低廉，被廣泛應用于橋梁施工中。實際工程中剪力釘需同時抵抗來自混凝土板的切向和軸向荷載，處于拉剪復合受力狀態，例如在組合梁負彎矩區、混合梁結合段、混合塔、鋼-混組合斜柱等，剪力釘在抗剪的同時更會承受較大的拉力作用。相關研究表明，軸向拉力會對剪力釘的抗剪承載力造成不同程度的折減。目前，剪力釘連接件抗剪承載力設計已寫入相關規范，然而發明人發現，拉剪復合作用下剪力釘的抗剪承載力還存在明顯的研究不足，既缺少必要的設計規范，又缺少有力的研究成果，工程中也未就拉力對抗剪承載力造成的影響進行相應的考量，對設計和施工造成一定的安全隱患。

發明內容

本發明的目的是為克服現有技術的不足，提供一種拉剪復合作用剪力釘單釘抗剪承載力計算方法，簡單易行，能夠為設計和施工提供參考。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

第一方面，本發明提供了一種拉剪復合作用剪力釘單釘抗剪承載力計算方法，包括以下步驟：

對具有不同拉剪比的剪力釘有限元分析模型進行有限元計算，得到不同拉剪比下的單釘抗剪承載力；

根據一系列相互對應的拉剪比及單釘抗剪承載力對預先建立的單釘抗剪承載力計算模型進行擬合，得到單釘抗剪承載力計算模型中的待定參數值；

將得到的待定參數值帶入單釘抗剪承載力計算模型中，利用帶入待定參數的單釘抗剪承載力計算模型計算剪力釘的單釘抗剪承載力。

進一步的，所述剪力釘有限元分析模型包括鋼梁模型，鋼梁模型頂面設有加載墊板模型，鋼梁模型兩個外側面設有呈夾角設置的混凝土板模型，混凝土板模型內部設有鋼筋籠模型及剪力釘孔道，剪力釘孔道內設有剪力釘模型，剪力釘模型與鋼梁模型的一體式設置。

進一步的，所述鋼梁模型包括兩個呈夾角設置的翼板模型，兩個翼板模型之間設置有腹板模型，翼板模型的外側面一體式設置剪力釘模型。

進一步的，改變鋼梁模型兩個外側面之間的夾角，得到具有不同拉剪比的剪力釘有限元分析模型。

進一步的，所述有限元計算的具體步驟為：

建立好鋼梁模型、加載墊板模型、混凝土板模型、剪力釘模型及鋼筋籠模型；

定義鋼梁模型、加載墊板模型、混凝土板模型、剪力釘模型及鋼筋籠模型的材料屬性和相互作用關系；

將模型進行裝配并進行網格劃分；

設置加載分析步，初始分析步時，在混凝土板模型的底面施加全位移約束，加載分析步時，在加載墊板模型施加豎向位移荷載；

得到剪力釘有限元分析模型的單釘承載力。

進一步的，記錄加載墊板模型上的反力，當反力開始減小時結束分析，得到最大反力值，根據最大反力值得到有限元分析模型的單釘承載力。