组合结构抗剪连接件讲解
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7
1、抗剪连接件的作用、类型
抗剪连接件的主要作用是抵抗水平剪力和竖向的掀起力。 常用的抗剪连接件类型包括栓钉连接件、槽钢连接件、方钢连接件、
T型钢连接件和弯筋连接件等。 剪力连接件一般地可分为两类－刚性连接件（方钢、T型钢）和柔
性连接件（槽钢和栓钉）。刚性连接件容易引起其周围混凝土中较 高的应力集中，结果引起混凝土的压碎或者剪切破坏，有时也可引 起焊接破坏。柔性连接件的破坏形态较为协调一致。 共性：有限的变形能力；对混凝土施加集中梁中，交界面上钢与混凝土的粘结作用 很小，极易发生粘结破坏。为保证上下层结构有效的共 同工作，必须在交界面处设置抗剪连接件。抗剪连接件 的形状应保证既能抵抗剪切滑移有能抵抗掀起作用。
常用抗剪连接件类型：栓钉、槽钢、弯筋以及方钢和T 型钢等
6
1、抗剪连接件的作用、类型
与栓钉连接件类似，一般情况槽钢连接件的抗剪承载力随混凝土 强度的提高而提高，最后的破坏发生在混凝土上。当混凝土强度 较高时，槽钢抗剪连接件的抗剪能力不再随混凝土强度的提高而 增加，最后的破坏发生在槽钢。
若增大槽钢翼缘厚度，将会增大连接件根部混凝土的有效承压面 积而提高抗剪能力；若增大槽钢腹板厚度，会增加腹板抗弯刚度 和抗拉能力，从而提高抗剪承载力。
组合结构的性能取决于界面处剪应力的有效传递 钢－混凝土截面剪力传递：
化学粘结力（0-0.1N/mm2）; 摩擦力（摩擦系数：0.6） 剪力连接件承受 （1）纵向的剪力 （2）由于滑移和屈服，组合梁中板的弯矩对钢梁的弯矩之比沿长 度方向是变化的，同时板内的弯矩引起弯曲向上。因此剪力连接件 还受到向上的拉伸作用（掀起作用）；
对于钢－混凝土组合梁，但翼缘板采用压型钢板-混 凝土组合板的时候，栓钉所受到的力比较复杂，抗剪 承载力有所降低，因此应考虑相应的承载力计算的折 减系数。
压型钢板肋平行于钢梁
压型钢板肋垂直于钢梁
18
3、单个抗剪连接件的承载力计算：槽钢
影响槽钢连接件抗剪能力的主要因素是混凝土强度、槽钢材料强 度和几何尺寸。
对于块式连接件，连接件与混凝土间的作用主要是混 凝土局部承压作用，同时向上的承压应力是均匀分布 的。
承载力计算可参考欧洲统一规范
22
4、抗剪连接件的数量
完全抗剪连接简支组合梁最大弯矩截面至零弯矩 截面之间区段内的连接件数量为：
弯筋连接件一般为弯折筋被拉断；当直径20mm以上 时，则为混凝土劈裂破坏。
弯筋连接件承载力计算：
Nv Asb f y
Asb 弯筋的截面面积 fy 钢筋的抗拉强度设计值
21
3、单个抗剪连接件的承载力计算：方钢
当组合梁中的混凝土翼缘板混凝土标号很高，刚度很 大的时候，可采用块式连接件，如T形钢或方钢连接 件。
9
2、抗剪连接件性能试验：破坏形态
抗剪连接件的受剪受拉破坏 连接件周围的混凝土破坏
裂缝 钢材破坏区域
混凝土压碎
10 图片来源：
2、抗剪连接件性能
影响剪力连接件性能的因素： （1）连接件的数量 （2）连接件周围混凝土的密实度 （3）混凝土的厚度、宽度和强度三者越高，则连接件 的抗剪能力越强 （4）连接件自身的强度、形状和尺寸。 （5）连接件在钢梁上的位置和固定方式
12
2a、抗剪连接件性能试验：梁式试验（beam test）
梁式试验 梁式试验问题:剪力连接件不是直接受力的;剪力连接件
上的剪力和外部的弯矩不成正比例关系 梁式试验比较反应实际情况，但试验复杂，一般用推出
试验（结果偏低－－－安全）
13
2、抗剪连接件性能试验：荷载－滑移曲线
14
2、抗剪连接件性能试验：荷载－滑移曲线
15
3、单个抗剪连接件的承载力计算：栓钉
组合梁中栓钉连接件主要承受侧压力，一般情况下掀 起作用在栓钉中产生的拉力很小。
混凝土强度较低时，单根栓钉的受剪承载力与栓钉的 截面面积、混凝土轴心抗压强度和混凝土弹性模量有 关。混凝土强度较高时，栓钉的最大受剪承载力取决 于栓钉的抗剪能力。
16
3、单个抗剪连接件的承载力计算：栓钉
栓钉连接件计算：(长度和直径比为4)
Nv kAd Ec fc 0.7Ad fdu
混凝土控制
Ad 栓钉钉杆的截面面积 fdu 栓钉的极限抗拉强度 Ec 混凝土的弹性模量 fc 混凝土轴心抗压强度 k 经验系数，常用k 0.43
单个栓钉本身的受剪 承载力设计值
17
3、单个抗剪连接件的承载力计算：栓钉
19
3、单个抗剪连接件的承载力计算：槽钢
槽钢连接件承载力计算：
Nv 0.26 t f 0.5tw lc Ec fc
t f 槽钢翼缘的平均厚度 tw 槽钢腹板厚度 lc 槽钢长度
fc－－混凝土抗压设计强度 Ec－－混凝土弹性模量
20
3、单个抗剪连接件的承载力计算：弯筋
弯筋（压筋）连接件一般采用直径不小于12mm的 HPB235级钢筋，弯起角度与梁长方向成45度。弯折 方向应与板中纵向水平剪力的方向一致，并成对设置。
8
1、抗剪连接件的作用、类型
注 意 方 向 性
There is an enormous variety of shapes, sizes and methods of fixing, and the choice is perpetually increasing to cater for changing demands.
11
2、抗剪连接件性能试验：推出试验（push test）
抗剪连接件性能的试验方法：梁式试验、推出试验以及考虑重复荷 载的疲劳试验；
连接件的推出试验观察静荷载下的连接件承载力大小。标准试件是 由短的工字钢在两个现浇的小混凝土板组成的试件。为防止界面产 生粘结力，在浇注混凝土前，需要在工字钢的翼缘上涂抹油脂。
组合结构抗剪连接件
1
1
抗剪连接件的作用、类型
2
组合结构抗剪连接件
3
抗剪连接件性能试验
单个抗剪连接件承载力计算
4
抗剪连接件的数量和布置
2
连接件的意义
3
破坏模式
破坏模式(failure modes)
弯剪破坏
压弯破坏
纵剪破坏
4
破坏模式
剪切粘结破坏 （Shear bond failure）
长跨度板剪切粘结破坏
1、抗剪连接件的作用、类型
抗剪连接件的主要作用是抵抗水平剪力和竖向的掀起力。 常用的抗剪连接件类型包括栓钉连接件、槽钢连接件、方钢连接件、
T型钢连接件和弯筋连接件等。 剪力连接件一般地可分为两类－刚性连接件（方钢、T型钢）和柔
性连接件（槽钢和栓钉）。刚性连接件容易引起其周围混凝土中较 高的应力集中，结果引起混凝土的压碎或者剪切破坏，有时也可引 起焊接破坏。柔性连接件的破坏形态较为协调一致。 共性：有限的变形能力；对混凝土施加集中梁中，交界面上钢与混凝土的粘结作用 很小，极易发生粘结破坏。为保证上下层结构有效的共 同工作，必须在交界面处设置抗剪连接件。抗剪连接件 的形状应保证既能抵抗剪切滑移有能抵抗掀起作用。
常用抗剪连接件类型：栓钉、槽钢、弯筋以及方钢和T 型钢等
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1、抗剪连接件的作用、类型
与栓钉连接件类似，一般情况槽钢连接件的抗剪承载力随混凝土 强度的提高而提高，最后的破坏发生在混凝土上。当混凝土强度 较高时，槽钢抗剪连接件的抗剪能力不再随混凝土强度的提高而 增加，最后的破坏发生在槽钢。
若增大槽钢翼缘厚度，将会增大连接件根部混凝土的有效承压面 积而提高抗剪能力；若增大槽钢腹板厚度，会增加腹板抗弯刚度 和抗拉能力，从而提高抗剪承载力。
组合结构的性能取决于界面处剪应力的有效传递 钢－混凝土截面剪力传递：
化学粘结力（0-0.1N/mm2）; 摩擦力（摩擦系数：0.6） 剪力连接件承受 （1）纵向的剪力 （2）由于滑移和屈服，组合梁中板的弯矩对钢梁的弯矩之比沿长 度方向是变化的，同时板内的弯矩引起弯曲向上。因此剪力连接件 还受到向上的拉伸作用（掀起作用）；
对于钢－混凝土组合梁，但翼缘板采用压型钢板-混 凝土组合板的时候，栓钉所受到的力比较复杂，抗剪 承载力有所降低，因此应考虑相应的承载力计算的折 减系数。
压型钢板肋平行于钢梁
压型钢板肋垂直于钢梁
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3、单个抗剪连接件的承载力计算：槽钢
影响槽钢连接件抗剪能力的主要因素是混凝土强度、槽钢材料强 度和几何尺寸。
对于块式连接件，连接件与混凝土间的作用主要是混 凝土局部承压作用，同时向上的承压应力是均匀分布 的。
承载力计算可参考欧洲统一规范
22
4、抗剪连接件的数量
完全抗剪连接简支组合梁最大弯矩截面至零弯矩 截面之间区段内的连接件数量为：
弯筋连接件一般为弯折筋被拉断；当直径20mm以上 时，则为混凝土劈裂破坏。
弯筋连接件承载力计算：
Nv Asb f y
Asb 弯筋的截面面积 fy 钢筋的抗拉强度设计值
21
3、单个抗剪连接件的承载力计算：方钢
当组合梁中的混凝土翼缘板混凝土标号很高，刚度很 大的时候，可采用块式连接件，如T形钢或方钢连接 件。
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2、抗剪连接件性能试验：破坏形态
抗剪连接件的受剪受拉破坏 连接件周围的混凝土破坏
裂缝 钢材破坏区域
混凝土压碎
10 图片来源：
2、抗剪连接件性能
影响剪力连接件性能的因素： （1）连接件的数量 （2）连接件周围混凝土的密实度 （3）混凝土的厚度、宽度和强度三者越高，则连接件 的抗剪能力越强 （4）连接件自身的强度、形状和尺寸。 （5）连接件在钢梁上的位置和固定方式
12
2a、抗剪连接件性能试验：梁式试验（beam test）
梁式试验 梁式试验问题:剪力连接件不是直接受力的;剪力连接件
上的剪力和外部的弯矩不成正比例关系 梁式试验比较反应实际情况，但试验复杂，一般用推出
试验（结果偏低－－－安全）
13
2、抗剪连接件性能试验：荷载－滑移曲线
14
2、抗剪连接件性能试验：荷载－滑移曲线
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3、单个抗剪连接件的承载力计算：栓钉
组合梁中栓钉连接件主要承受侧压力，一般情况下掀 起作用在栓钉中产生的拉力很小。
混凝土强度较低时，单根栓钉的受剪承载力与栓钉的 截面面积、混凝土轴心抗压强度和混凝土弹性模量有 关。混凝土强度较高时，栓钉的最大受剪承载力取决 于栓钉的抗剪能力。
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3、单个抗剪连接件的承载力计算：栓钉
栓钉连接件计算：(长度和直径比为4)
Nv kAd Ec fc 0.7Ad fdu
混凝土控制
Ad 栓钉钉杆的截面面积 fdu 栓钉的极限抗拉强度 Ec 混凝土的弹性模量 fc 混凝土轴心抗压强度 k 经验系数，常用k 0.43
单个栓钉本身的受剪 承载力设计值
17
3、单个抗剪连接件的承载力计算：栓钉
19
3、单个抗剪连接件的承载力计算：槽钢
槽钢连接件承载力计算：
Nv 0.26 t f 0.5tw lc Ec fc
t f 槽钢翼缘的平均厚度 tw 槽钢腹板厚度 lc 槽钢长度
fc－－混凝土抗压设计强度 Ec－－混凝土弹性模量
20
3、单个抗剪连接件的承载力计算：弯筋
弯筋（压筋）连接件一般采用直径不小于12mm的 HPB235级钢筋，弯起角度与梁长方向成45度。弯折 方向应与板中纵向水平剪力的方向一致，并成对设置。
8
1、抗剪连接件的作用、类型
注 意 方 向 性
There is an enormous variety of shapes, sizes and methods of fixing, and the choice is perpetually increasing to cater for changing demands.
11
2、抗剪连接件性能试验：推出试验（push test）
抗剪连接件性能的试验方法：梁式试验、推出试验以及考虑重复荷 载的疲劳试验；
连接件的推出试验观察静荷载下的连接件承载力大小。标准试件是 由短的工字钢在两个现浇的小混凝土板组成的试件。为防止界面产 生粘结力，在浇注混凝土前，需要在工字钢的翼缘上涂抹油脂。
组合结构抗剪连接件
1
1
抗剪连接件的作用、类型
2
组合结构抗剪连接件
3
抗剪连接件性能试验
单个抗剪连接件承载力计算
4
抗剪连接件的数量和布置
2
连接件的意义
3
破坏模式
破坏模式(failure modes)
弯剪破坏
压弯破坏
纵剪破坏
4
破坏模式
剪切粘结破坏 （Shear bond failure）
长跨度板剪切粘结破坏