钢-UHPC轻型组合结构短栓钉抗剪性能试验研究

摘要

通过6个钢-超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)轻型组合结构短栓钉推出试验，对其抗剪承载力、破坏形态、栓钉应变及荷载-滑移曲线进行了研究，探讨了栓钉直径、长度、数量以及界面黏结对短栓钉抗剪性能的影响规律．结果表明：所有试件均为栓钉根部剪切破坏，UHPC板除栓钉根部沿承压方向部分UHPC压碎外，其余部分保持完好，UHPC可以抵抗栓钉传递的高压应力；栓钉根部截面屈服后应力强化阶段明显，栓钉发生剪切破坏时，栓钉根部上侧应变超过3 500με；长径比为2.0的短栓钉在UHPC中也能发挥全部强度；所有试件的荷载-滑移曲线分为弹性、弹塑性和塑性3个阶段，所有短栓钉的最大滑移量均小于4 mm，工程应用时应按照弹性剪力连接件进行设计；栓钉直径对栓钉抗剪性能提高最显著，直径16 mm的栓钉比直径13 mm的栓钉的抗剪承载力和极限滑移分别提高了46.4%和11%，弹性刚度和塑性刚度分别提高了35.8%和59.1%，增加栓钉长度和界面黏结能有效提高栓钉的剪切刚度，长径比为3.0的栓钉比长径比为2.5的栓钉的弹性刚度提高了12.3%，界面有黏结试件比界面无黏结试件的弹性刚度提高了17.4%；相同间距内，合理增加更多栓钉有利于提高整体抗剪强度，但会降低延性变形能力．最后，结合实验数据和国内外UHPC中栓钉推出试验结果，建立了UHPC中栓钉荷载-滑移曲线和抗剪承载力预测表达式，计算值与试验值吻合良好．

关键词

超高性能混凝土 / 短栓钉 / 推出试验 / 抗剪性能 / 荷载-滑移曲线 / 抗剪承载力