本發(fā)明屬于鋼-混組合結(jié)構(gòu)，具體涉及一種內(nèi)嵌于uhpc的y型開孔鋼板連接件抗剪承載力計算方法。
背景技術(shù)：
1、鋼-混組合梁橋充分發(fā)揮了鋼材出色的抗拉性能和混凝土良好的抗壓強度優(yōu)勢，不僅具備顯著的經(jīng)濟效益，還具有廣闊的應(yīng)用前景?？辜暨B接件作為確?；炷翗蛎姘迮c鋼梁整體性與協(xié)同工作的關(guān)鍵部件，在鋼-混組合梁橋的結(jié)構(gòu)體系中發(fā)揮著不可或缺的作用，它們能夠承擔(dān)多向剪切荷載并有效抵御拉拔作用。在實際工程應(yīng)用中，較常用的抗剪連接件有栓釘連接件、pbl連接件和型鋼連接件。傳統(tǒng)栓釘連接件雖具有構(gòu)造簡單、施工便捷的優(yōu)勢，但存在焊接工作量大、抗疲勞性能欠佳及抗拉拔承載力不足等缺陷；pbl連接件在應(yīng)用中面臨貫穿鋼筋定位精度控制困難與布設(shè)空間受限的技術(shù)瓶頸；型鋼連接件則普遍存在界面粘結(jié)力不足導(dǎo)致的鋼-混凝土界面剝離風(fēng)險。為克服現(xiàn)有連接件的技術(shù)局限，研發(fā)的y型開孔鋼板連接件通過創(chuàng)新性結(jié)構(gòu)設(shè)計實現(xiàn)了性能突破：其一，采用y型彎折構(gòu)造，有效提升連接件的抗剪性能以及抗拉拔能力；其二，y型開孔鋼板上的孔洞形成的uhpc榫，能夠顯著增強鋼梁與混凝土的整體性。數(shù)值模擬與試驗研究均表明，該新型連接件在抗剪承載力、抗拔性能及疲勞壽命等關(guān)鍵性能指標(biāo)上較傳統(tǒng)形式提升顯著，同時保持了優(yōu)良的施工可操作性，為鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)連接技術(shù)提供了創(chuàng)新解決方案。
2、超高性能混凝土(uhpc)憑借其卓越的力學(xué)性能與優(yōu)異的耐久性特征，已成為組合結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位強化的優(yōu)選材料。然而受限于高昂的材料成本，傳統(tǒng)全截面uhpc澆筑方案存在建造成本較高的缺陷。因此提出局部澆筑uhpc的y型開孔鋼板連接件，實現(xiàn)僅在剪力槽內(nèi)實施uhpc精準(zhǔn)澆筑，在確保界面抗剪剛度與連接整體性的同時，可使現(xiàn)場澆筑量顯著減少。
3、然而，現(xiàn)有連接件抗剪承載力的計算公式大多針對在普通混凝土中連續(xù)布置式pbl連接件，對于考慮混凝土承壓作用的內(nèi)嵌于uhpc的pbl連接件的抗剪承載力計算公式，目前研究較少。為滿足工程需求，亟需提出一種內(nèi)嵌于uhpc的y型開孔鋼板連接件抗剪承載力計算方法。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種內(nèi)嵌于uhpc的y型開孔鋼板連接件抗剪承載力計算方法，該方法計算簡單，高效便捷。
2、為達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
3、本發(fā)明提供一種內(nèi)嵌于uhpc的y型開孔鋼板連接件抗剪承載力計算方法，所述內(nèi)嵌于uhpc的y型開孔鋼板連接件包括：預(yù)制混凝土板，所述預(yù)制混凝土板上設(shè)置有uhpc澆筑腔，所述uhpc澆筑腔內(nèi)設(shè)置有構(gòu)造鋼筋，所述uhpc澆筑腔內(nèi)固定安裝有y型開孔鋼板，所述y型開孔鋼板包括鋼板垂直段以及多個傾斜設(shè)置在鋼板垂直段上的鋼板彎折段，相鄰兩個鋼板彎折段錯位設(shè)置以使y型開孔鋼板的截面呈y形，所述鋼板彎折段上設(shè)置有成矩形的槽口以及與槽口連通且垂向貫穿鋼板彎折段的貫穿孔，所述貫穿孔內(nèi)設(shè)置有貫穿鋼筋，所述槽口以及貫穿孔內(nèi)填充有uhpc榫，所述貫穿鋼筋與構(gòu)造鋼筋綁扎固定，所述y型開孔鋼板底端距離uhpc澆筑腔底壁50mm；
4、內(nèi)嵌于uhpc的y型開孔鋼板連接件抗剪承載力計算方法包括以下步驟：
5、s1：計算考慮鋼筋受剪面積 a rebar的貫穿鋼筋提供的抗剪承載力：
6、
7、s2：計算考慮uhpc榫抗剪強度 τ c和鋼筋受剪角度 θ的開孔中uhpc榫提供的抗剪承載力：
8、
9、s3：計算考慮鋼板端部和uhpc接觸面積 s b的鋼板端部uhpc承壓作用提供的抗剪承載力：
10、
11、s4：計算考慮鋼板寬度與uhpc強度的同方向鋼板之間uhpc榫提供的抗剪承載力：
12、
13、s5：計算內(nèi)嵌于uhpc的y型開孔鋼板連接件抗剪承載力 p：
14、
15、式中，為貫穿鋼筋的數(shù)量，為單根貫穿鋼筋的剪切面積，為貫穿鋼筋的屈服強度，為uhpc直接剪切強度， h為鋼板彎折段長度， d為貫穿孔的直徑， d為貫穿鋼筋的直徑， b為槽口的寬度，為鋼板彎折段表面與水平方向之間的夾角，為鋼板端部和uhpc接觸面積，為y型開孔鋼板的屈服強度，為相同方向進行彎折的兩片鋼板之間形成的uhpc榫數(shù)目，為單個鋼板彎折段的寬度，為uhpc圓柱體抗壓強度
16、進一步，在步驟s1中，鋼筋受剪面積通過以下公式計算：
17、
18、式中， d為貫穿鋼筋的直徑。
19、進一步，在步驟s2中，uhpc榫抗剪強度通過以下公式計算：
20、
21、式中，為uhpc圓柱體抗壓強度。
22、進一步，在步驟s3中，鋼板端部承壓總面積通過以下公式計算：
23、
24、其中，為鋼板垂直段長度，為y型開孔鋼板厚度。
25、本發(fā)明的有益效果在于：
26、1、本發(fā)明提出的計算方法，填補了內(nèi)嵌于uhpc等高強混凝土中y型開孔鋼板連接件抗剪承載力計算方法的空白。該方法具有計算精度高、誤差小、計算簡便高效等特點，兼具較強的實用性和廣泛的應(yīng)用前景。
27、2、本發(fā)明提出的計算方法，考慮鋼板端部uhpc承壓作用提供的抗剪承載力，充分考慮了uhpc和鋼板的協(xié)同工作效應(yīng)，顯著提高了計算的準(zhǔn)確性。解決了現(xiàn)有計算方法低估y型開孔鋼板連接件抗剪承載力的問題，為鋼-混組合梁橋連接件工程設(shè)計提供可靠理論依據(jù)與技術(shù)支撐。
28、本發(fā)明的其他優(yōu)點、目標(biāo)和特征將在隨后的說明書中進行闡述，并且在某種程度上對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的，或者本領(lǐng)域技術(shù)人員可以從本發(fā)明的實踐中得到教導(dǎo)。本發(fā)明的目標(biāo)和其他優(yōu)點可以通過下面的說明書來實現(xiàn)和獲得。
1.一種內(nèi)嵌于uhpc的y型開孔鋼板連接件抗剪承載力計算方法，其特征在于，所述內(nèi)嵌于uhpc的y型開孔鋼板連接件包括：預(yù)制混凝土板，所述預(yù)制混凝土板上設(shè)置有uhpc澆筑腔，所述uhpc澆筑腔內(nèi)設(shè)置有構(gòu)造鋼筋，所述uhpc澆筑腔內(nèi)固定安裝有y型開孔鋼板，所述y型開孔鋼板包括鋼板垂直段以及多個傾斜設(shè)置在鋼板垂直段上的鋼板彎折段，相鄰兩個鋼板彎折段錯位設(shè)置以使y型開孔鋼板的截面呈y形，所述鋼板折彎段上設(shè)置有成矩形的槽口以及與槽口連通且垂向貫穿鋼板彎折段的貫穿孔，所述貫穿孔內(nèi)設(shè)置有貫穿鋼筋，所述槽口以及貫穿孔內(nèi)填充有uhpc榫，所述貫穿鋼筋與構(gòu)造鋼筋綁扎固定，所述y型開孔鋼板底端距離uhpc澆筑腔底壁50mm；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)嵌于uhpc的y型開孔鋼板連接件抗剪承載力計算方法，其特征在于：在步驟s1中，鋼筋受剪面積通過以下公式計算：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)嵌于uhpc的y型開孔鋼板連接件抗剪承載力計算方法，其特征在于：在步驟s2中，uhpc榫抗剪強度通過以下公式計算：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)嵌于uhpc的y型開孔鋼板連接件抗剪承載力計算方法，其特征在于：在步驟s3中，鋼板端部承壓總面積通過以下公式計算：