[发明专利]三明治结构中剪力连接件分配方法、连接件装置及应用

说明书

本发明属于夹层剪力连接件分布技术领域，公开了一种三明治结构中剪力连接件分配方法、连接件装置及应用，先将纵向钢筋和横向钢筋绑扎，在距离端部的四分之一结构长的两处位置固定剪切连接器；待绑扎完成后，安装模板，浇筑混凝土，在一定的温度和湿度的条件下，养护混凝土；待混凝土达到一定强度后，在结构端部位置通过刚性剪切连接器连接两层混凝土层，并在混凝土层之间增加保温层。本发明可以更好地控制滑移并根据滑移分布的特征优化连接器；优化的设计将通过减少热桥来改善结构响应，同时获得更好的保温性能；剪力连接器在夹层结构中的分布，可以改善在使用荷载下的三明治结构的变形和应力状态，即降低跨中位置的最大挠度和应力。

技术领域

本发明属于夹层剪力连接件分布技术领域，尤其涉及一种三明治结构中剪力连接件分配方法及应用。

背景技术

三明治结构通常由两层混凝土层和一层绝缘层组成。绝缘层夹在通过剪切连接器相互连接的两个混凝土层之间。三明治结构的广泛使用主要是因为其保温性能。在不同设置中，它们的结构性能可能会有很大不同，例如，夹层结构的尺寸，绝缘层厚度以及连接器的刚度。这需要对三明治结构进行分析和优化。为了满足这一需求，本发明从滑移的角度进行了剪切连接器的最佳配置。

在三明治结构的建筑行业中，根据结构复合的水平，通常将三明治结构分为：非复合，部分复合和完全复合。其中，连接器是提供复合行为的关键所在。对于三明治结构而言，连接器和混凝土层之间的相互作用会导致滑移，而这种滑移又会降低其复合作用和刚度。该滑移也可以表示为顶部混凝土层的底部和底部混凝土层的顶部之间的应变不相容性。换句话说，由于滑移的存在，部分复合三明治结构比完全复合三明治结构具有更大的挠度和更大的应力。尽管滑移沿三明治结构的跨长不均匀分布，但是在当前的工程中，剪切连接器通常沿结构的长度方向均匀布置，以提供抗剪力并限制滑移。根据结构特点和设计要求，连接器在大多数工程中都是专门制造。

在调整连接器的布局方面，一些文献可以提供参考。Lameiras等人通过更改均匀连接器的间距研究了连接器的布局，并得出结论：离散连接器布局比连续连接器布局更具优势。另外，根据复合结构的机理，将连接器放置在结构的末端比均匀放置连接器更有效。类似地，已经研究了钢-混凝土组合梁的连接器布置。三明治结构设计的另一个重要方面是在使用条件下控制挠度，例如，在横向荷载的作用下，发生较大横向变形和避免热弯曲效应。然而，关于连接器的布置的文献相对较少。由于三明治结构通常承受纵向载荷，通过使用该发明中连接器布局，可降低三明治结构的横向挠度，进而减小了P-δ二阶效应的影响(见图2)，和热弯曲现象。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：由于三明治结构经常横向荷载的作用，例如，风荷载等，这将导致结构发生横向变形。另外，三明治结构作为保温墙使用，承受不同温差和纵向荷载作用，这将导致三明治结构发生热弯曲和由于P-δ二阶效应，进一步发生横向变形。

解决以上问题及缺陷的难度为：较之前三明治结构的施工工序而言，本发明的施工工序较复杂。目前，对于该问题，并没有对于连接器布局的理论和试验研究，缺乏试验数据验证效果。

解决以上问题及缺陷的意义为：通过改变连接器的布局，较高效率的发挥连接器的作用，降低三明治结构的横向变形，进一步满足其使用要求。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种三明治结构中剪力连接件分配方法及应用。

本发明是这样实现的，一种三明治结构中剪力连接件装置，所述安装结构在三明治结构端部设置刚性连接器，并在距离端部的四分之一结构长的两处位置附近添加剪切连接器。

本发明的另一目的在于提供一种三明治结构中剪力连接件分配方法，所述分配方法通过调整剪力连接器在三明治结构中的分布，改善使用荷载下的变形和应力状态。

进一步，所述分配方法包括：

先将纵向钢筋和横向钢筋绑扎，在距离端部的四分之一结构长的两处位置附近添加剪切连接器。