基于栓钉连接的钢-混凝土组合梁计算模型分析方法技术

本发明专利技术涉及一种基于栓钉连接的钢－混凝土组合梁计算模型分析方法，其包括以下步骤：步骤一，建立栓钉抗剪连接件组合梁计算分析模型；步骤二，提出栓钉的整体抗剪刚度Dsc包括栓钉自身的抗剪刚度Ds和直径为nds的同心圆范围内砼的刚度Dc；步骤三，引入栓钉总体抗剪刚度工作状态折减系数β，得到等效侧移刚度Deq；步骤四，按侧移刚度相等的原则等效为短钢梁单元，提出短钢梁单元的等效直径deq不同的取值用来模拟栓钉不同工作状态下的力学性能。本发明专利技术具有计算过程效率高，计算结果能量化反应钢‑混凝土组合结构的界面滑移以及组合结构受力各阶段、各部位的应力状态，实用性强，易于被结构设计人员理解掌握。

【技术实现步骤摘要】
基于栓钉连接的钢-混凝土组合梁计算模型分析方法
本专利技术涉及组合结构工程领域，尤其涉及一种基于栓钉连接的钢-混凝土组合梁计算模型分析方法，应用于钢-混凝土组合梁在通用有限元计算分析程序中的栓钉抗剪连接件简化分析。
技术介绍
抗剪连接件是钢-混凝土组合结构中连接钢筋混凝土板与钢结构的关键受力构件，抗剪连接件的力学性能直接影响组合构件的受力状态。栓钉抗剪连接件是钢-混凝土组合结构最常用的抗剪连接件。组合作用中栓钉抗剪连接件的抗剪承载力、栓钉抗剪刚度及栓钉布置与钢-混凝土组合梁中钢筋混凝土翼缘板的应力大小、应力分布、甚至结构构件的整体刚度等受力性能密切相关。《钢-混凝土组合桥梁设计规范》(GB50017-2013)6.3.1条、《组合结构设计规范》(JGJ138-2016)12.3.3条文中的挠度公式中，都提出了抗剪连接件的抗剪刚度(N/mm)及相应取值方法。基于现有的梁式试验与推出试验栓钉抗剪连接件荷载-滑移关系的文献研究规律表明，栓钉抗剪连接件抗剪刚度随着滑移的增大呈指数函数衰减的趋势。当栓钉剪力V在0～0.5Vu范围时，界面滑移值S也较小，0.01mm<S&l本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于栓钉连接的钢－混凝土组合梁计算模型分析方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一，建立栓钉抗剪连接件组合梁计算分析模型，包括钢梁、栓钉、钢筋‑混凝土板，所述钢梁通过栓钉与钢筋‑混凝土板连接；步骤二，根据圣维南力学原理，提出栓钉的整体抗剪刚度Dsc包括栓钉自身的抗剪刚度Ds和以栓钉轴心为圆心，直径为nds的同心圆范围内砼的刚度Dc，其中ds为栓钉的直径；步骤三，依据栓钉与其同心圆范围内砼共同工作下的刚度退化特性，引入栓钉总体抗剪刚度工作状态折减系数β，得到钢筋‑混凝土板的翼缘板形心轴与钢梁的上翼缘钢板形心轴之间的等效侧移刚度Deq；步骤四，按钢筋‑混凝土板的翼缘板形心轴与钢梁的上翼缘钢板...

【技术特征摘要】
1.一种基于栓钉连接的钢－混凝土组合梁计算模型分析方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一，建立栓钉抗剪连接件组合梁计算分析模型，包括钢梁、栓钉、钢筋-混凝土板，所述钢梁通过栓钉与钢筋-混凝土板连接；步骤二，根据圣维南力学原理，提出栓钉的整体抗剪刚度Dsc包括栓钉自身的抗剪刚度Ds和以栓钉轴心为圆心，直径为nds的同心圆范围内砼的刚度Dc，其中ds为栓钉的直径；步骤三，依据栓钉与其同心圆范围内砼共同工作下的刚度退化特性，引入栓钉总体抗剪刚度工作状态折减系数β，得到钢筋-混凝土板的翼缘板形心轴与钢梁的上翼缘钢板形心轴之间的等效侧移刚度Deq；步骤四，按钢筋-混凝土板的翼缘板形心轴与钢梁的上翼缘钢板形心轴之间的侧移刚度相等的原则等效为短钢梁单元，提出短钢梁单元的等效直径deq的不同取值用来模拟不同栓钉工作状态下的力学性能。2.根据权利要求1所述的基于栓钉连接的钢－混凝土组合梁计算模型分析方法，其特征在于：所述步骤二中的nds由0.866nds＝L的原则换算，n的取值按以下式计算：式中，L为钢筋-混凝土板的翼缘板形心轴与钢梁的上翼缘钢板形心轴之间的距离。3.根据权利要求1所述的基于栓钉连接的钢－混凝土组合梁计算模型分析方法，其特征在于：所述步骤二中，当钢筋-混凝土板的翼缘板形心轴与钢梁的上翼缘钢板形心轴之间产生水平滑移时，栓钉的整体抗剪刚度Dsc按以下式计算：式中，Es为栓钉的弹性模量，Ec为钢筋-混凝土板的翼缘板的弹性模量，Is为栓钉的截面惯性矩。4.根据权利要求1所述的基于栓钉连接的钢－混凝土组合梁计...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹华，
申请(专利权)人：湖南省建筑设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43