剪力鍵
關注創建者：大平-結構工程 創建時間：2021-03-12
剪力鍵的視頻教程
精品課程A25-預制裝配剪力鍵鋼筋混凝土梁受彎分析
本課程為精品課程A25-預制裝配剪力鍵鋼筋混凝土梁受彎分析。 適用對象： 全國各高校結構工程方向的研究生，尤其是課題與混凝土剪力鍵預制裝配鋼筋混凝土梁有關的。 課程亮點：非以往視頻的簡單介紹，核心步驟實操講解，各個環節，詳細介紹。干貨中的干貨，精品中的精品。近1個小時的講解，節約您半年的時間，直擊要害，尤其是課題遇到瓶頸，需要新idea的同學，適合購買。
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精品課程A10-灌漿套筒預制裝配含剪力鍵混凝土梁柱節點滯回模擬
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abaqus腳本插件076-一鍵提取實體單元截面彎矩、軸力及剪力位移（2024-05-29）
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剪力鍵的實例教程
針對不同抗震設計類別的橋臺橫向響應
設置橫向擋板和剪力鍵，以承受不小于加速系數As乘以分支永久荷載的水平地震力。預計抗震設計類別 B或C不會采用熔斷保護裝置；但是，如有必要，應使用適用于抗震設計類別D的程序檢查熔斷保護裝置，同時考慮剪力鍵的超強度效應。對于此類結構，應利用彈性阻力或熔斷保護裝置，來承受橫向橋臺荷載。橫向橋臺設計中采用的彈力應根據結構的彈性需求分析確定。
當剪力鍵熔斷機構用于樁支撐式橋臺時，剪力鍵的組合超強度應小于樁的組合塑性剪切承載力。土壤摩擦和被動土壓力不應包括在樁支撐式橋臺的橫向橋臺阻力中。對于不打算熔斷的混凝土剪力鍵，設計時應考慮每個剪力鍵中可能產生的不等力。
對于樁支撐式橋臺，如果橋臺位移大于100 毫米，則應忽略直徑或寬度小于或等于450 毫米的樁的剛度貢獻，除非對樁進行位移能力分析且分析表明樁能夠滿足需求。
橋墩處上部結構連續性
無縫橋梁的橋墩具有類似的設計要求，與更傳統橋梁類型的橋墩具有相同的設計程序。無縫橋梁橋墩的主要區別性特征包括，承受可能較大的上部結構運動，以及共同承受下部結構組件之間的橫向（垂直于橋梁縱向中心線在）力和縱向（平行于橋梁的中心線）力。
無縫橋梁的橋墩必須設計成能夠承受上部結構的位移。
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項目難點：
1、灌漿套筒連接特殊設置；
2、現澆部件與預制部件截面設置；
3、梁剪力鍵接觸設置；
4、復雜模型通法建模。
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主要內容摘錄如下：
1、外露式柱腳通常是由底板、錨栓（螺栓）、剪力鍵、加勁肋、靴梁（加勁肋、隔板）等部件全部或部分構成；
柱腳底板尺寸和厚度應根據柱端彎矩、軸心力、底板的支承條件和底板下混凝土的反力經計算以及柱腳構造要求確定；
柱腳計算內容主要包括底板、靴梁、肋板、隔板、連接焊縫、錨栓和抗剪鍵等部件的計算。
2、《抗規》相關條文規定
?柱腳應能可靠傳遞柱身承載力，外露式柱腳只能用于6、7度且高度不超過50m時的建構筑物；
?對單層工業廠房當采用外露式柱腳時，柱腳極限承載力不宜小于柱截面塑性屈服承載力的1.2倍。
?柱腳錨栓不宜用以承受柱底水平剪力，柱底剪力應由鋼底板與基礎間的摩擦力（摩擦系數0.4）或設置抗剪鍵（當柱腳與柱間支撐連接時，不論計算是否需要，都必須設置剪力鍵以可靠抵抗水平地震作用）及其他措施承擔；
?當地震力較大時，建議改用其他柱腳形式。
3、《鋼標》相關條文規定
?對容易銹蝕的環境，錨栓應按計算面積為基準預留適當腐蝕量；
?柱腳錨栓應可靠固定，柱腳錨栓應有足夠的埋置深度，當埋置深度受限或錨栓在混凝土中的錨固長度較長時，可設置錨板或錨梁。
?錨栓可采用Q235或Q345 鋼制作；除計算要求外，錨栓長度、直徑還需滿足相應構造要求，且應采用雙螺母。
4、《高鋼規》規定，高層民用建筑的鋼柱應采用剛接柱腳，抗震等級三級及以上，錨栓截面面積不宜小于鋼柱下端截面積的20%。
5、《門規》規定，當柱腳剛接時，錨栓的面積不應小于柱子截面面積的0.15倍。
6、《鋼標》規定
?對鉸接柱腳，柱腳底板厚度不宜小于20mm，且不應小于鋼柱翼緣厚度。
展開 （1）模型概況
有限元模型
簡單起見，本次模擬先不考慮材料非線性，不考慮混凝土中的鋼筋，不考慮鋼與混凝土之間的剪力件的作用，不考慮鋼混結合界面的滑移和掀起。
模型由一條H型鋼和混凝土板組成的組合梁以及三塊彈性墊板組成。混凝土材料型號為C50，彈性模量為3.45e4MPa，泊松比為0.2；所有鋼材型號為Q235，彈性模量為2.06e5MPa，泊松比為0.3。所有材料均使用線彈性本構，單元采用C3D8R單元，所有構件間采用共用節點的連接方式。
在梁底彈性墊塊下施加簡支梁邊界條件，具體為一側約束墊板中心節點x、y、z三個方向平動自由度，右另一側約束墊板中心節點x、y兩個個方向平動自由度。荷載以豎直向下的均布面荷載的形式加載到梁頂加載墊塊的頂面，荷載集度為10MPa。
（2）計算結果
立面豎向向位移（左: Abaqus，右：iSolve）
立面Mises等效應力（左: Abaqus，右：iSolve）
A-A剖面位置
A-A剖面軸向應力(S33)（左: Abaqus，右：iSolver）
A-A剖面水平向剪應力(S23)（左: Abaqus，右：iSolver）
從A-A剖面的軸向應力云圖可以看到在鋼混交界面位置軸向應應變和水平向剪力都存在較大的梯度對于結構來說是不合理的。這也是鋼混組合結構設計過程中需要克服的關鍵問題之一。一般通過合理地設計剪力鍵能夠讓兩者更加協同工作，防止兩者掀起和滑移，提高結構的力學性能的同時也提高結構的耐久性。
（3）結論
從位移和應力的等值線對比可以看出，兩個求解器求解結果高度一致。
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?柱腳錨栓不宜用以承受柱底水平剪力，柱底剪力應由鋼底板與基礎間的摩擦力（摩擦系數0.4）或設置抗剪鍵（當柱腳與柱間支撐連接時，不論計算是否需要，都必須設置剪力鍵以可靠抵抗水平地震作用）及其他措施承擔；
?當地震力較大時，建議改用其他柱腳形式。
圖 11 沙窩溝北支大橋
（7）鋼板組合梁
鋼板組合梁由外露的工字型鋼與鋼筋混凝土頂板通過剪力鍵鏈接形成的一種組合結構。該橋型充分發揮了鋼材和混凝土各自的材料性能，承載力高、抗震性能和動力性能好、施工快捷。采用該結構形式的曲港高速主線橋如圖12所示。
剪力鍵型
在兩塊板的接合面上做成槽形，并填充砂漿，使其發揮剪力鍵的功能。填充的砂漿要確保不會收縮，有時使用無收縮砂漿或加入若干膨脹劑。與摩擦型類似，無需繁雜的施工工序，一般在橋梁縱向施加預應力。
預制橋面板的接縫形式
環形鋼筋型
在間距很大的接縫中，把兩塊板的鋼筋各自做成環形并相互交錯，然后填充混凝土。
一般通過合理地設計剪力鍵能夠讓兩者更加協同工作，防止兩者掀起和滑移，提高結構的力學性能的同時也提高結構的耐久性。
（3）結論
從位移和應力的等值線對比可以看出，兩個求解器求解結果高度一致。因此，可以認為iSolver求解器在該問題上與商業求解器Abaqus有相同水平的求解精度。
若感興趣，可加我qq2170453510。
項目難點：
1、灌漿套筒連接特殊設置；
2、現澆部件與預制部件截面設置；
3、梁剪力鍵接觸設置；
4、復雜模型通法建模。
若有興趣，可加我QQ2170453510。
預計抗震設計類別 B或C不會采用熔斷保護裝置；但是，如有必要，應使用適用于抗震設計類別D的程序檢查熔斷保護裝置，同時考慮剪力鍵的超強度效應。對于此類結構，應利用彈性阻力或熔斷保護裝置，來承受橫向橋臺荷載。橫向橋臺設計中采用的彈力應根據結構的彈性需求分析確定。
當剪力鍵熔斷機構用于樁支撐式橋臺時，剪力鍵的組合超強度應小于樁的組合塑性剪切承載力。
