【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于交通运输业桥涵工程，具体涉及一种pbl连接件的抗剪承载力确定方法。
技术介绍
1、轻质超高性能混凝土(lightweight ultra-high performance concrete，luhpc)相比于普通高性能混凝土，具有更高的强度(抗压强度≥110mpa)和更小的自重(表观密度≤2100kg/m3)，将luhpc新材料应用到钢-混组合梁桥中，将显著提升混凝土材料性能，降低结构自重，进一步提升钢-混组合梁桥的受力性能，应用前景广阔。
2、对钢-混组合梁桥，剪力件是保证钢-混组合结构协同工作的重要构件，起着传递剪力的作用。pbl连接件是由开孔钢板、混凝土榫以及贯穿钢筋组成的一种剪力件，通常布置在钢与混凝土组合梁的关键部位，将开孔钢板焊接于钢梁翼缘，不仅能够传递混凝土与钢梁之间的纵向剪切力，还能抵抗使两者分离的掀起作用。pbl连接件因其抗剪刚度大、承载力高、抗疲劳性能好等优点成为最有前景的连接件，但现行规范关于pbl连接件的承载力计算方法主要依据普通混凝土与pbl连接件的抗剪试验得出，并不适用于钢-luhpc组合结构中pbl连接件抗剪承载力计算；而且，目前试验试件的设计大都针对于沿钢梁翼缘通长布置的pbl连接件，钢板底部混凝土的承压力占总承载力的比例很小，如果连接件沿钢梁翼缘间断布置，则端部混凝土承压作用会大幅提高pbl连接件承载力，需要明确试件端部承压作用对于pbl连接件抗剪承载力的贡献。因此，针对上述问题，建立钢-luhpc组合结构中pbl连接件抗剪承载力确定方法，推动luhpc在钢-混组合梁桥
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足而提供一种pbl连接件的抗剪承载力确定方法，本方法通过考虑轻质超高性能混凝土(luhpc)榫、贯穿钢筋的抗剪作用和端部承压作用，提出了钢-luhpc组合结构中pbl连接件抗剪承载力的确定公式。
2、本专利技术为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：
3、一种pbl连接件的抗剪承载力确定方法，包括如下步骤：
4、步骤一，建立考虑端部承压作用、轻质超高性能混凝土(luhpc)榫、贯穿钢筋以及钢纤维的抗剪作用，根据叠加原理，确定钢-luhpc组合结构中pbl连接件的抗剪承载力计算公式形式；
5、步骤二，建立考虑开孔钢板的横截面积和luhpc强度的端部承压作用的计算公式；
6、步骤三，建立考虑开孔板中luhpc榫的面积、luhpc强度和钢纤维掺量的luhpc榫的抗剪作用计算公式；
7、步骤四，建立考虑贯穿钢筋的横截面积和钢筋的抗拉强度的贯穿钢筋的抗剪作用计算公式；
8、步骤五，结合钢-luhpc组合结构中pbl连接件抗剪承载力推出试验数据，对系数进行拟合，基于所述端部承压作用的计算公式、所述luhpc榫的抗剪作用计算公式和所述贯穿钢筋的抗剪作用计算公式得到所述钢-luhpc组合结构中pbl连接件的抗剪承载力计算公式，确定所述钢-luhpc组合结构中pbl连接件抗剪承载力。
9、上述方案中，所述的钢-luhpc组合结构中pbl连接件抗剪承载力确定方法是在luhpc条件下开展pbl连接件推出试验，并在开孔钢板底部设置聚乙烯泡沫板模拟端部不承压作用，以明确端部承压作用对于pbl连接件抗剪承载力的贡献。
10、上述方案中，在步骤一中，根据叠加原理确定钢-luhpc组合结构中pbl连接件抗剪承载力计算公式的形式：
11、pu＝αpe+βpc+γps (1)
12、式中，pu为钢-luhpc组合结构中pbl连接件抗剪承载力；α为端部作用提高系数；pe为端部承压作用；β为luhpc榫强度提高系数；pc为luhpc榫的抗剪作用；γ为贯穿钢筋抗剪提高系数；ps为贯穿钢筋的抗剪作用。
13、上述方案中，在步骤二中，端部承压作用主要由开孔钢板的横截面积和luhpc强度决定，则pbl连接件抗剪承载力的端部承压作用的计算式为：
14、pe＝htfc (2)
15、式中，pe为端部承压作用；h为开孔钢板高度；t为开孔钢板厚度；fc为混凝土抗压强度。
16、上述方案中，在步骤三中，luhpc榫的抗剪作用主要由luhpc榫的面积、luhpc强度和钢纤维掺量决定，则luhpc榫的抗剪作用的计算式为：
17、
18、式中，pc为luhpc榫的抗剪作用；ac为luhpc榫面积；k为待确定系数；vf为钢纤维体积掺量；lf为钢纤维长度；df为钢纤维直径。
19、上述方案中，在步骤四中，贯穿钢筋的承载力主要由钢筋的材料强度决定，则贯穿钢筋的抗剪作用的计算式为：
20、ps＝asfy (4)
21、式中，ps为贯穿钢筋的抗剪作用；as为贯穿钢筋横截面积；fy为贯穿钢筋屈服强度。
22、上述方案中，在步骤五中，结合钢-luhpc组合结构pbl连接件抗剪承载力推出试验数据，利用差分进化法，对系数α，β，γ，k进行拟合，得出α＝1.81，β＝0.504，γ＝2.66，k＝0.045；将拟合得到的系数和式(2)、(3)、(4)代入式(1)中，得到钢-luhpc组合结构中pbl连接件抗剪承载力计算公式：
23、
24、从而可以确定钢-luhpc组合结构pbl连接件抗剪承载力。
25、与现有的技术相比，本专利技术的有益效果是：
26、(1)本专利技术提供的一种pbl连接件的抗剪承载力确定方法，通过考虑luhpc榫、贯穿钢筋的抗剪作用和端部承压作用，提出了钢-luhpc组合结构中pbl连接件抗剪承载力的确定公式。
27、(2)本专利技术提供的一种pbl连接件的抗剪承载力确定方法，该方法计算简单、易行，具有较大的实际工程应用价值。
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1.一种PBL连接件的抗剪承载力确定方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种PBL连接件的抗剪承载力确定方法，其特征在于，所述的钢-LUHPC组合结构中PBL连接件抗剪承载力确定方法是在LUHPC条件下开展PBL连接件推出试验，并在开孔钢板底部设置聚乙烯泡沫板模拟端部不承压作用，以明确端部承压作用对于PBL连接件抗剪承载力的贡献。
3.根据权利要求2所述的一种PBL连接件的抗剪承载力确定方法，其特征在于，步骤一中，根据叠加原理确定钢-LUHPC组合结构中PBL连接件抗剪承载力计算公式的形式：
4.根据权利要求3所述的一种PBL连接件的抗剪承载力确定方法，其特征在于，步骤二中，端部承压作用由开孔钢板的横截面积和LUHPC强度决定，则PBL连接件抗剪承载力的端部承压作用的计算式为：
5.根据权利要求4所述的一种PBL连接件的抗剪承载力确定方法，其特征在于，步骤三中，LUHPC榫的抗剪作用由LUHPC榫的面积、LUHPC强度和钢纤维掺量决定，则LUHPC榫的抗剪作用的计算式为：
6.根据权利要求5所述的一
7.根据权利要求6所述的一种PBL连接件的抗剪承载力确定方法，其特征在于，步骤五中，结合钢-LUHPC组合结构PBL连接件抗剪承载力推出试验数据，利用差分进化法，对系数α，β，γ，k进行拟合，得出α＝1.81，β＝0.504，γ＝2.66，k＝0.045；将拟合得到的系数和式(2)、(3)、(4)代入式(1)中，得到钢-LUHPC组合结构中PBL连接件抗剪承载力计算公式：
...【技术特征摘要】
1.一种pbl连接件的抗剪承载力确定方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种pbl连接件的抗剪承载力确定方法，其特征在于，所述的钢-luhpc组合结构中pbl连接件抗剪承载力确定方法是在luhpc条件下开展pbl连接件推出试验，并在开孔钢板底部设置聚乙烯泡沫板模拟端部不承压作用，以明确端部承压作用对于pbl连接件抗剪承载力的贡献。
3.根据权利要求2所述的一种pbl连接件的抗剪承载力确定方法，其特征在于，步骤一中，根据叠加原理确定钢-luhpc组合结构中pbl连接件抗剪承载力计算公式的形式：
4.根据权利要求3所述的一种pbl连接件的抗剪承载力确定方法，其特征在于，步骤二中，端部承压作用由开孔钢板的横截面积和luhpc强度决定，则pbl连接件抗剪承载力的端部承压作用的计算式为：
【专利技术属性】
技术研发人员：刘沐宇，张强，詹建辉，彭晓彬，卢志芳，王锦军，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：
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