抗剪件试验计划8.29

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1、自攻螺钉抗剪连接件推出试验研究1.试验目的及内容1.1.试验目的1)研究夹芯保温组合楼板自攻螺钉连接件的在静力作用下，混凝土厚度、自攻螺钉的直径、自攻螺钉前后间距3个因素对其破坏形态和抗剪承载力的影响，通过正交试验结果的极差和方差得出影响整体连接性能的主要因素。2)研究夹芯保温组合楼板自攻螺钉连接件抗剪承载力的主要因素，拟合出抗剪承载力计算公式；结合试验中得到的荷载-滑移数据，导出荷载-滑移曲线公式，为夹芯保温组合楼板中的抗剪件设计提供试验和理论依据。1.2.试验内容针对上述试验目的，本文进行三因素三水平(见表1-1)的正交推出试验，共设计了9组

2、推出试件，参数见下表1-2。在试验中测量和记录试件的极限荷载、混凝土板与压型钢板之间的相对滑移。表1-1试件因素水平表水平混凝土厚度hc螺栓直径d螺栓前后间距s(mm)(mm)(mm)水平1204.250水平2306.3100水平340-----200注：l为自攻螺钉螺杆长度，l取为22mm，压型钢板厚度t为0.8mm。表1-2推出试件的参数编号混凝土强度螺钉高度l混凝土厚度hc螺钉直径d螺钉前后间距s(mm)(mm)(mm)KJJ1C3022304.2100KJJ2306.3200KJJ3406.350KJJ4404.2200KJJ5204.2

3、50KJJ6206.3100KJJ7404.2100KJJ8304.250KJJ9204.2200注：本试验采用六角头自攻自钻螺钉，型号分别为ST4.2×22,ST6.3×22,自攻螺钉均居中布置。2.试件的设计和制作2.1推出试件的设计图2.1为开口型压型钢板推出试件的三视图。图中b为一个压型钢板波长，h单侧试件总高度，hp为压型钢板波高。图2.2为闭口型压型钢板推出试件俯视图。图2.1开口板试件详图图2.3闭口板推出试件2.2推出试件的制作压型钢板按照设计尺寸剪裁。混凝土浇筑采用木模板，浇筑一次性浇筑完成，人工搅拌及人工振捣。试件养护在试验室

4、完成，覆盖麻袋浇水养护。待混凝土满足强度后，通过连接板材，用螺栓背靠背连接成整体。为满足工程实际，压型钢板与混凝土交界面不涂油。2.3试件测点布置用位移计测量混凝土与压型钢板的相对滑移。共布置4个测点，测点布置如图2.2。图2.3位移计布置2.4试验装置和加载方案加载装置：试验构件在反力架下进行。加载方式为单调静力加载。数据采集：传感器读数和位移计的试验数据由TS-3890采集。加载方案：施加在试件上的荷载要依据应变仪上的读数，靠千斤顶控制。试验加载采用分级加载。由于破坏荷载较小加载故采取位移控制,每级加载0.2mm,即40个微应变。每加载完毕一

5、级荷载,用计算机采集一次数据。备注：1.自攻螺钉连接抗剪破坏主要有三种模式：即①螺钉被剪断；②压型钢板孔壁的挤压破坏；③混凝土被压碎。针对第二种破坏形式，考虑到正常使用的要求，在研究钢构件承压性能时认为，当孔壁变形达到孔径的30%时，即认为连接已破坏。试验测量的是自攻钉连接的整体位移，无法分辨出孔壁的变形在连接整体变形量中所占的比重，也就无法得到孔壁的变化量。自攻钉连接中孔壁变形在总变形中所占比重较大，故取连接整体位移量等于孔径的30%时的荷载为相应的极限荷载，并将此位移量称作“承压参照位移量w”。公称直径6mm，承压破坏时的参照位移量为w=6×

6、0.3=1.8mm。公称直径10mm，承压破坏时的参照位移量为w=10×0.3=3mm。2.估算单个螺栓最大破坏荷载螺钉剪切破坏：(1)混凝土压碎：(2)孔壁承压破坏：(3)为保证混凝土不被压碎，由式得自攻螺钉螺杆的最小长度为，试验中选螺杆长度取为20mm。同时保证自攻螺钉不发生剪切破坏，由式得自攻螺钉的最小直径，试验方案中螺钉直径最小取为4mm。根据式3得出单个自攻螺钉的极限破坏荷载：取直径8mm，压型钢板厚度0.8mm，承压破坏时的极限荷载越为2.24kN。根据破坏荷载选择量程20t液压千斤顶。1.中间钢板弹性屈曲荷载值(qcr)min=2.

7、45003D/a2,钢板抗弯刚度，钢板厚度取为10mm，钢板宽度a为400mm，代入数值得(qcr)min=288N/mm，转化集中荷载Qcr=115kN，远大于总螺钉的极限破坏荷载，应此试件破坏前，钢板不会发生屈曲。2.根据《高层民用建筑钢结构设计规程》(JGJ99-98)中关于栓钉连接件构造要求规定。栓钉间距不应小于杆径的6倍，即螺钉间距，则自攻螺钉间距最小取为50mm。连接件的最大间距不大于混凝土翼缘板厚度的4倍，且不大于400mm，本试验最大间距200mm，符合要求;图2.4加载示意图1.材料试验1.1.混凝土材料试验试验混凝土采用人工搅

8、拌的方式，设计标号为C30,所有混凝土一次性浇筑完成；浇筑时预留150mm×150mm×150mm混凝土立方体试块3个，用以测定混凝土的