钢结构柱脚抗剪键抗剪承载力计算

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1、第31卷第7期2010年7月011建筑结构学报JournalofBuildingStructuresVol.31No.7July2010文章编号:1000-6869(2010)07-0086-08钢结构柱脚抗剪键抗剪承载力计算肖南，李莎，赵文争(浙江大学建筑工程学院，浙江杭州310058)摘要:为了确定钢结构柱脚抗剪键的抗剪承载力，分别以混凝土应变达到应力峰值应变和极限应变为抗剪屈服承载力和极限承载力的两种极限状态，选取混凝土应力-应变关系接近实际受力情况的非线性弹塑性模型，建立了考虑抗剪键剪切变形的Timoshenko梁平衡微分方程，采用

2、Galerkin法求得抗剪键的变形曲线，进而推导了两种抗剪承载力的理论计算公式，提出了确定抗剪键埋深和截面规格的方法。研究表明:抗剪键的抗剪承载力和理论埋深取决于其材料截面特性及基础混凝土强度。研究同时表明，抗剪键埋深范围内混凝土压力方向不改变，对柱脚底板产生附加弯矩。采用有限元方法对比分析，算例结果验证了理论计算公式的正确性。关键词:钢柱脚;抗剪键;Timoshenko梁;Galerkin法;抗剪承载力中图分类号:TU391TU312.1TU318.1文献标志码:ACalculationofshearcapacityofshearconn

3、ectorinsteelcolumnbaseXIAONan，LISha，ZHAOWenzheng(CollegeofCivilEngineeringandArchitecture，ZhejiangUniversity，Hangzhou310058，China)Abstract:Inordertodeterminetheshearcapacityoftheshearconnectorinsteelcolumnbase，twoultimatestatesofconcretecompressivestrainachievingthestraino

4、fpeakstressandtheultimatestraininconcreteconstitutiverelationshipweretakenintoaccountforcalculatingyieldingandultimateshearcapacityoftheshearconnectorrespectively.Thesimplifiednonlinearelasto-plasticconcretestress-strainrelationshipwasadopted.BasedontheTimoshenko-beamtheor

5、yconsideringthesheardeformation，thedifferentialequationsaboutthedeformationcurveoftheshearconnectorwereestablished，andsolvedbyGalerkinmethod.Thetheoreticalformulaeoftheshearcapacitywerededucedandthedesignmethodfortheeffectiveembedmentdepthandsectionoftheshearconnectorwerep

6、roposed.Theresearchshowsthat，theshearcapacityandtheembedmentdeptharedeterminedbythesectioncharacteristicsofshearconnectorandthefoundationconcrete.Italsoindicatesthatanadditionalflexuralmomentisgeneratedbythereactionoftheconcrete.Casestudyshowsthattheshearcapacitiesobtained

7、byFEMandtheproposedmethodinthispaperareaccordantwitheachotherandprovesthevalidityoftheproposedmethod.Keywords:steelcolumnbase;shearconnector;Timoshenkobeam;Galerkinmethod;shearcapacity基金项目:国家自然科学基金项目(50638050，50978228)。作者简介:肖南(1965—)，男，江西南康人，副教授。E-mail:sholran@zju.edu.cn收稿

8、日期:2008年12月86变εcu为抗剪屈服承载力和极限承载力的两种极限0引言状态，选取混凝土应力-应变关系更为接近实际受力情况的非线性弹塑性模型，建立了考虑剪切变形的在钢结构建