UHPC薄板中大直径短钉抗剪性能试验研究OA北大核心CSTPCD

为充分发挥超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)在钢混凝土组合梁中的超高力学性能,提出轻型钢-UHPC薄板组合梁结构体系并采用短栓钉进行界面连接。为深入研究UHPC薄板-栓钉界面抗剪的匹配性能,开展了33个静力推出试验,研究了栓钉直径(22 mm和30 mm)、UHPC板厚(35~150 mm)和栓钉长径比(1.0~5.5)等对界面抗剪性能的影响规律。试验结果表明:当直径30 mm的大栓钉长径比从4.0降为2.0时界面受剪承载力变化不大,而栓钉直径从22 mm增加到30 mm时,长径比1.5以下短钉和2.0以上长钉的受剪承载力分别增加25%和94%;当大直径栓钉的长径比从4.0减小到1.5和1.0时,界面破坏模式从栓钉完全剪断转变为栓钉部分剪断;UHPC拔出或完全拔出等破坏,其受剪承载力最大降低可达40%;栓钉上方保护层厚度为30 mm时,UHPC板表面无劈裂裂缝,进一步减小保护层厚度至15 mm和5 mm时,界面受剪承载力仅降低7%;与普通混凝土中栓钉抗剪刚度相比,UHPC中短钉的界面抗剪刚度提高62%以上。进一步开展了UHPC薄板中短钉的受剪承载力和受剪刚度的分析,并与普通混凝土中栓钉的抗剪性能进行对比,揭示了栓钉-UHPC薄板相互作用机理。将试验结果与各国规范中栓钉受剪承载力计算结果进行对比,发现规范ACI 318和PCI能够较好地预测UHPC薄板中栓钉的受剪承载力。