【技术实现步骤摘要】
一种确定抗剪连接件的刚度和承载力的方法
本申请涉及建筑结构
，尤其涉及一种用于确定隔舱式双钢板-混凝土组合结构的抗剪连接件的刚度和承载力的方法。
技术介绍
由于具有对水上航运影响小、占地及拆迁量少、受恶劣天气影响小等优点，沉管隧道越来越多代替桥梁成为穿越江河海湾的工具。沉管隧道主要可以分为混凝土沉管隧道和钢壳沉管隧道两大类。钢壳自重轻并且可以作为混凝土浇筑的模板，因此可以实现水上浮态浇筑，大大减少水上托运工作量。钢壳还具有较好的延性、防水性，提高了结构的延性和耐久性，硬化混凝土还可以减少钢壳的屈曲，因此钢壳沉管隧道在近些年得到越来越广泛的应用。隔舱式双钢板-混凝土组合结构是钢壳沉管隧道中较为新型的结构形式，为保障钢与混凝土的共同工作，通常采用角钢和T钢连接件作为其界面连接形式。图1为隔舱式双钢板-混凝土组合结构的示意图。隔舱式双钢板-混凝土组合结构包括：内外翼缘板、双向隔板(即纵隔板和横隔板)、夹层混凝土(即内嵌混凝土)、抗剪连接件和双向加劲肋(即纵向加劲肋和横向加劲肋)。其中，内外翼缘板以及纵、横隔板组成隔舱，为混凝土浇筑提供模板。内外翼缘板以及纵向、横向隔板形成钢截面，钢截面和夹层混凝土通过抗剪连接件进行连接，从而形成组合截面，参与结构受力。夹层混凝土可以提升钢板的屈曲性能，内外翼缘板则对夹层混凝土进行包裹，起到防水及防渗效果，提高夹层混凝土耐久性。抗剪连接件可以提高翼缘板的屈曲性能，增加翼缘板浇筑时的刚度，同时可以使组合截面充分发挥其力学性能。常用的柔性抗剪连接件由腹板和翼缘板组成，主要包括角钢连
【技术保护点】
1.一种确定抗剪连接件的刚度和承载力的方法，其特征在于，该方法包括：/n将隔舱式双钢板-混凝土组合结构的连接件腹板作为地基梁，混凝土作为地基，建立弹性地基梁模型，并根据弹性地基梁模型计算得到弹性地基梁模型的微分方程的通解；/n根据隔舱式双钢板-混凝土组合结构所对应的模型，对抗剪连接件进行分析，确定边界条件，并根据边界条件以及剪力-变形关系计算得到抗剪连接件的刚度参数；/n基于弹性地基梁理论，根据塑性发展系数，计算得到抗剪连接件的极限承载力。/n
【技术特征摘要】
1.一种确定抗剪连接件的刚度和承载力的方法，其特征在于，该方法包括：
将隔舱式双钢板-混凝土组合结构的连接件腹板作为地基梁，混凝土作为地基，建立弹性地基梁模型，并根据弹性地基梁模型计算得到弹性地基梁模型的微分方程的通解；
根据隔舱式双钢板-混凝土组合结构所对应的模型，对抗剪连接件进行分析，确定边界条件，并根据边界条件以及剪力-变形关系计算得到抗剪连接件的刚度参数；
基于弹性地基梁理论，根据塑性发展系数，计算得到抗剪连接件的极限承载力。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还进一步包括：
抗剪连接件的尺寸大于预设的尺寸阈值，混凝土施工时的混凝土最大脱空不大于预设的脱空阈值。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，弹性地基梁模型的微分方程满足：
其中，x为腹板的高度，y为腹板相对混凝土的变形，Es为钢材弹性模量，Iw为单位宽度腹板惯性矩，且tw为腹板厚度，Kc为混凝土地基单位面积弹簧刚度，Kc＝CcEc，Cc为弹簧刚度常数，Ec为混凝土弹性模量；
所述弹性地基梁模型的微分方程的通解表示为：
y＝s0(a1eαxcos(αx)+a2eαxsin(αx)+a3eαxcos(αx)+a4eαxcos(αx))；
其中，s0为腹板底部变形，相当于底部滑移，为弹性地基梁系数，a1～a4为变形参数。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据隔舱式双钢板-混凝土组合结构所对应的模型，对抗剪连接件进行分析，确定边界条件，并根据边界条件以及剪力-变形关系计算得到抗剪连接件的刚度参数包括：
当隔舱式双钢板-混凝土组合结构为非脱空地基梁模型时，对腹板进行分析，腹板的两端分别满足边界条件：
y|x＝0＝s0；
将边界条件代入弹性地基梁模型的微分方程的通解，计算得到变形参数a1～a4：
其中，hw为腹板的计算高度；
然后，再根据剪力-变形关系得：
其中，V0为单位宽度腹板底部剪力，Kv为单位宽度腹板抗剪刚度，γV为有效刚度系数。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据隔舱式双钢板-混凝土组合结构所对应的模型，对抗剪连接件...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐国平，聂建国，樊健生，唐亮，刘洪洲，黄清飞，邱盛源，郭宇韬，
申请(专利权)人：中交公路规划设计院有限公司，清华大学，中交公路长大桥建设国家工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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