一种钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件及其制备方法和应用

1.本发明涉及钢-混凝土界面剪力承载测试设备，具体涉及一种钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件及其制备方法和应用，属于土木工程结构实验测试技术领域。


背景技术：

2.钢-混凝土组合结构是指钢板和混凝土板通过剪力连接件连成整体的构件。由于其具有承载力高、刚度大、稳定性好等优点，因此被广泛用于桥梁结构和建筑结构等土木工程相关领域，并取得了较好的经济效益。
3.钢-混凝土界面的有效连接件是保证组合结构正常服役的关键的前提，界面由剪力连接件连接，荷载作用下界面会发生一定的滑移，钢板、剪力连接件和混凝土相互作用变形，通过剪力连接件和界面摩擦共同将上部混凝土剪力传递给下部钢梁。目前，国内外学者通过传统的普通推出试件对栓钉连接钢-混凝土界面性能开展了大量的研究，提出了混凝土局部楔块的概念，认为钢-混凝土界面剪力主要通过栓钉及其根部混凝土局部楔块传递给下部钢板。这种楔形效应与钢-混凝土界面破坏过程是密切相关的，是不可忽略的，对钢-混凝土界面破坏过程的观察显得尤为重要。采用传统的钢-混组合结构推出试件(如cn201210416210)，由于混凝土局部楔块的形成位置隐蔽、栓钉根部间受荷形变响应范围十分有限，难以对其形成、破坏过程以及受力变形响应进行可视化观测，因此需要一种界面破坏过程中能够对其进行持续观测的可视试件。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的问题，提供一种钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件及其制备方法和应用，本发明提出的钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件将剪力连接件分为两个半剖剪力件且成对的对称设置在钢板的两侧边缘，在浇筑混凝土板后，半剖剪力件的剖面暴露于混凝土板外部并与混凝土板的侧面齐平，对称设置的两个半剖剪力件的顶端通过刚性连接件连接为一个完整的剪力连接件，本发明提供的钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件在进行钢-混凝土界面破坏试验时能够对破坏过程进行直观地观测。
5.根据本发明的第一种实施方案，提供一种钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件。
6.一种钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件，该推出试件包括钢板、剪力连接件、刚性连接件以及混凝土板。所述剪力连接件包括两个半剖剪力件，即两个半剖剪力件通过刚性连接件连接来等效模拟一个完整的剪力连接件。两个半剖剪力件呈对称式分别固定设置在钢板的两侧边缘上，并且两个半剖剪力件的剖面均与钢板的侧面平齐。呈对称设置的两个半剖剪力件的顶端之间通过刚性连接件进行连接。所述混凝土板浇筑在钢板、呈对称设置的两个半剖剪力件以及刚性连接件之间，其中：混凝土板的底面与钢板的上表面紧密贴合，混凝土板的两个侧面分别与两个半剖剪力件的剖面齐平，混凝土板上表面的水平高度不低于半剖剪力件顶端的水平高度。
7.优选的是，所述刚性连接件为条形钢连接件，其两端分别固定连接在半剖剪力件的顶端内侧。浇筑完混凝土板后，该条形钢连接件的上表面与混凝土板的上表面齐平或者该条形钢连接件整体被浇筑在混凝土板的内部。优选，该条形钢连接件的刚度大于半剖剪力件的刚度。
8.优选的是，所述刚性连接件为两端弯折的∩形钢连接件(即条形钢的两端均朝同一个方向弯折90
°
)，∩形钢连接件的两端弯折部分别固定连接在半剖剪力件的顶端外侧。浇筑完混凝土板后，该∩形钢连接件的内表面与混凝土板的上表面紧密贴合。优选，该∩形钢连接件的刚度大于半剖剪力件的刚度。
9.优选的是，该推出试件包括1～20对呈对称设置的半剖剪力件，优选为2～12对呈对称设置的半剖剪力件，更优选为4～8对呈对称设置的半剖剪力件。任意一对呈对称设置的半剖剪力件的顶端之间均通过刚性连接件进行连接。
10.优选的是，所述混凝土板的内部还设置有内置加强筋。优选，所述内置加强筋为钢筋网。
11.优选的是，所述钢板为工字钢，所述工字钢包括一块腹板和两块翼板，两块翼板分别设置在腹板的两端，两块翼板相互平行且它们的板面均与腹板的板面垂直。两块翼板的两侧边缘上均设置有多对呈对称设置的半剖剪力件以及混凝土板。优选的是，两块翼板上设有相同对数的半剖剪力件。需要说明的是，当本发明的钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件中的钢板为工字钢时，该推出试件以工字钢腹板的中轴线为对称中心，位于该中轴线两侧的翼板以及设置在该翼板上的混凝土板和半剖剪力件是相互对称的设计。
12.优选的是，所述半剖剪力件为轴向半剖的条型钢、轴向半剖的pbl、轴向半剖的栓钉中的一种。
13.根据本发明的第二种实施方案，提供一种钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件的制备方法。
14.一种钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件的制备方法，该方法包括如下步骤：
15.1)将剪力连接件沿其轴向半剖后获得两个半剖剪力件，然后将两个半剖剪力件呈对称式固定在钢板的两侧边缘上或固定在工字钢翼板的两侧边缘上，其中半剖剪力件的剖面与钢板的两侧侧面或翼板的两侧侧面齐平。
16.或者，将两个剪力连接件呈对称式固定在钢板的两侧边缘上或固定在工字钢翼板的两侧边缘上，然后将两个剪力连接件分别沿它们的中轴线进行铣切形成呈对称设置的两个半剖剪力件，其中半剖剪力件的剖面与钢板的两侧侧面或翼板的两侧侧面齐平。
17.2)采用条形刚性连接件或∩形刚性连接件将呈对称式设置的两个半剖剪力件的顶端连接为一个整体。
18.3)在刚性连接件和呈对称设置的两个半剖剪力件之间设置或不设置钢筋网层。
19.4)先制作混凝土浇筑模板件。然后根据浇筑模板将对称设置的两个半剖剪力件、刚性连接件以及钢筋网层浇筑于混凝土内形成混凝土板，经养护后拆除模板件，获得钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件。
20.根据本发明的第三种实施方案，提供一种钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件的应用。
21.一种钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件的应用，将该钢-混凝土界面剪力承载
测试推出试件应用于观测钢-混凝土组合结构界面破坏试验。
22.优选的是，所述破坏试验为：通过压力传感器和位移传感器对所述钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件的荷载值和界面滑移量进行测定，并采用非接触式视频引伸计和高倍金相显微镜对半剖剪力件、钢板和混凝土板局部区域应力应变响应、损伤累计和破坏过程进行可视化测试。
23.现有技术中，钢-混凝土界面剪力主要通过剪力连接件及其根部的混凝土局部楔块传递给下部钢板。在实际测试中，例如cn201210416210，剪力连接件往往被埋在混凝土板的内部，在进行界面剪力承载测试时不能直观地观测到剪力连接件，更无法直接观测到该剪力连接件的破坏过程以及受力变形响应过程，从而无法对钢-混凝土界面的传力性能和疲劳寿命进行准确评估和测量计算，进而无法对钢-混凝土界面剪力所受的承载力进行分析，在实际测试过程中，由于无法直接观测到推出试件的内部，导致只有当施加的外力超过钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件的最大可承受力时，才能使得剪力连接件被完全破坏，即仅能记录到当试件被完全破坏时的剪切力，由于无法直接观测到推出试件内部的混凝土或剪力连接件的具体破坏过程(例如剪力连接件开始产生裂缝时的受力情况)，从而无法精准确定推出试件开始产生裂缝时的荷载力值，导致计算得出的在实际应用中的安全极限负荷量不准确。也就是说，在实际工程中，根据剪力连接件被完全破坏时的剪力承载荷值及经验系数来确定安全荷载值还是会存在不确定因素，容易导致安全事故的发生。例如：假设某剪力连接件在9000n时会受到一定程度的破坏(例如开始产生裂缝)，但是由于剪力连接件是完全埋于混凝土中的，无法直观的观测到剪力连接件的破坏过程，也无法知晓该剪力连接件是否遭到损坏。如果在剪力连接件在10000n的外力作用下，被完全破坏；现有技术中的技术方案最后只能测试得出该剪力连接件被完全破坏时(完全断裂)的剪切力为10000n，参考经验系数为0.95，则实际工程中限制的安全荷载值则设定为9500n；因此在实际工程中，当荷载力值在9000-95000n之间时，虽然处于安全荷载值区间内，但是该区间内的荷载力值均大于9000n，因此极易发生安全事故。同时，现有的试件在实际实用过程中无法观测到混凝土板和剪力连接件因疲劳产生的裂纹，更无法观测到裂纹的萌发以及混凝土的破坏情况。综上所述，如何实现对钢-混凝土界面进行实时可视化测试，并记录推出试件在一定负荷下的局部区域应力应变响应、损伤累计和破坏过程，探究钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件的安全荷载值具有重要意义。
24.在本发明中，将剪力连接件分为两个半剖剪力件，两个半剖剪力件呈对称式分别固定设置在钢板的两侧边缘上，并且两个半剖剪力件的剖面均与钢板的侧面平齐，使得剪力连接件暴露在混凝土板外，由于半剖剪力件相较于完整的剪力连接件的最大荷载值不同，本发明通过刚性连接件将两个半剖剪力件等效替代为一个完整的剪力连接件，使得两个半剖剪力件共同受力，减少了铣切剪力连接件带来的影响，同时对钢-混组合结构界面破坏试验进行可视化测试。
25.在本发明中，刚性连接件与剪力连接件有两种连接方式，一种是刚性连接件为条形钢连接件，钢连接件的两端分别固定在半剖剪力件的顶端内侧，钢连接件的上表面与混凝土板的上表面齐平或钢连接件整体被浇筑在混凝土板内部。另一种连接方式为钢连接件为∩形钢连接件，∩形钢连接件两端的弯折部分别固定在半剖剪力件的顶端外侧，浇筑完混凝土板后∩形钢连接件与混凝土板的上表面贴合，此处所述的∩形钢连接件为中间段为
直线，两端呈90
°
弯折，弯折部分别固定在半剖剪力件顶端外侧的条钢。两种连接方式所选用的刚性连接件的刚度均大于剪力连接件的刚度，以此来保证连接的两个半剖剪力件之间的共同受力。
26.在本发明中，所述内侧为被浇筑在混凝土板内部的一侧或靠近钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件内部的一侧，所述外侧为暴露在混凝土板外的一侧或靠近钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件外部的一侧。
27.在本发明中，钢板为工字钢，工字钢的两块翼板上均设有呈对称设置的半剖剪力件，半剖剪力件的对数可自由调整，优选的是，两块翼板上的半剖剪力件的对数相等。
28.在本发明中，在混凝土板内部设置内置加强筋，以加固混凝土板。
29.在本发明中，采用压力传感器和位移传感器对钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件的荷载值和界面滑移量进行测定，采用非接触式视频引伸计和高倍金相显微镜对半剖剪力件、钢板和混凝土板的局部区域应力应变响应、损伤累计和破坏过程进行可视化测试，可以测得钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件在安全状态下的极限荷载值。
30.在本发明中，本发明提供的钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件在静载试验中能够对加载过程中混凝土局部楔块和栓钉根部间受荷形变的形成、破坏过程以及受力变形响应进行原位观察和测量，准确揭示钢-混凝土界面摩擦效应机制和界面剪力分配规律，在疲劳试验中还能对不同疲劳加载次数下栓钉、钢板疲劳裂纹的萌发、扩展以及混凝土的破坏情况进行适时、准确观察和测量，进而更为准确的揭示钢混组合试件的破坏过程，为建立更加精准的承载力和疲劳寿命预测方法提供依据。对准确评估钢-混凝土界面传力性能和疲劳寿命、完善钢-混凝土结构设计理论具有重要的科学意义。
31.在本发明中，所述pbl为开孔钢板剪力连接件。
32.在本发明中，钢板的长度为50mm至1200mm，优选为100mm至1000mm，进一步优选为200mm至800mm，更优选为400mm至600mm。钢板的宽度为10mm至500mm，优选为30mm至400mm，进一步优选为50mm至200mm，更优选为100mm至150mm。
33.在本发明中，剪力连接件的高度为5mm至200mm，优选为10mm至150mm，进一步优选为20mm至80mm，更优选为40mm至60mm。
34.在本发明中，两个半剖剪力件的间距为10mm至500mm，优选为20mm至300mm，进一步优选为50mm至200mm，更优选为100mm至150mm。
35.在本发明中，混凝土板的厚度比剪力连接件的高度厚5mm至200mm，优选为厚8mm至100mm，进一步优选为厚10mm至50mm，更优选为厚20mm至40mm。
36.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
37.1、本发明提供的钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件可以在可视条件下进行界面破坏试验，能够对混凝土局部楔块和栓钉根部间受荷形变的形成、破坏过程以及受力变形响应进行原位观察和测量，从而对准确评估钢-混凝土界面传力性能和疲劳寿命、完善钢-混凝土结构设计理论具有重要的科学意义。
38.2、本发明提供的钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件制备方法简单，原料易得，具有较好的经济效益。
附图说明
39.图1为本发明提供的一种钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件的结构示意图。
40.图2为本发明提供的一种钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件的内部结构示意图。
41.图3为本发明提供的一种钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件的另一种结构示意图。
42.图4为现有技术中钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件。
43.图5为本发明提供的一种钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件。
44.图6为本发明提供的一种钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件开展静力加载试验测得的栓钉、钢板和混凝土的破坏特征。
45.图7为本发明提供的一种钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件开展疲劳加载试验测得的栓钉、钢板和混凝土的破坏随疲劳次数(分别为80万次、100万次、120万次、150万次、180万次)的变化特征。
46.图8为钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件界面破坏试验加载布置示意图。
47.附图标记：1：钢板；101：腹板；102：翼板；2：剪力连接件；201：半剖剪力件；3：刚性连接件；4：混凝土板；5：内置加强筋。
具体实施方式
48.下面对本发明的技术方案进行举例说明，本发明请求保护的范围包括但不限于以下实施例。
49.根据本发明的第一种实施方案，提供一种钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件。
50.一种钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件，该推出试件包括钢板1、剪力连接件2、刚性连接件3以及混凝土板4。所述剪力连接件2包括两个半剖剪力件201，即两个半剖剪力件201通过刚性连接件连接3来等效模拟一个完整的剪力连接件2。两个半剖剪力件201呈对称式分别固定设置在钢板1的两侧边缘上，并且两个半剖剪力件201的剖面均与钢板1的侧面平齐。呈对称设置的两个半剖剪力件201的顶端之间通过刚性连接件3进行连接。所述混凝土板4浇筑在钢板1、呈对称设置的两个半剖剪力件201以及刚性连接件3之间，其中：混凝土板4的底面与钢板1的上表面紧密贴合，混凝土板4的两个侧面分别与两个半剖剪力件201的剖面齐平，混凝土板4上表面的水平高度不低于半剖剪力件201顶端的水平高度。
51.优选的是，所述刚性连接件3为条形钢连接件，其两端分别固定连接在半剖剪力件201的顶端内侧。浇筑完混凝土板4后，该条形钢连接件的上表面与混凝土板4的上表面齐平或者该条形钢连接件整体被浇筑在混凝土板4的内部。优选，该条形钢连接件的刚度大于半剖剪力件201的刚度。
52.优选的是，所述刚性连接件3为两端弯折的∩形钢连接件，∩形钢连接件的两端弯折部分别固定连接在半剖剪力件201的顶端外侧。浇筑完混凝土板4后，该∩形钢连接件的内表面与混凝土板3的上表面紧密贴合。优选，该∩形钢连接件的刚度大于半剖剪力件201的刚度。
53.优选的是，该推出试件包括1～20对呈对称设置的半剖剪力件201，优选为2～12对呈对称设置的半剖剪力件201，更优选为4～8对呈对称设置的半剖剪力件201。任意一对呈
对称设置的半剖剪力件201的顶端之间均通过刚性连接件3进行连接。
54.优选的是，所述混凝土板4的内部还设置有内置加强筋5。优选，所述内置加强筋5为钢筋网。
55.优选的是，所述钢板1为工字钢，所述工字钢包括一块腹板101和两块翼板102，两块翼板102分别设置在腹板101的两端，两块翼板102相互平行且它们的板面均与腹板101的板面垂直。两块翼板102的两侧边缘上均设置有多对呈对称设置的半剖剪力件201以及混凝土板4。优选的是，两块翼板102上设有相同对数的半剖剪力件201。
56.优选的是，所述半剖剪力件201为轴向半剖的条型钢、轴向半剖的pbl、轴向半剖的栓钉中的一种。
57.在本发明中，所述pbl为开孔钢板剪力连接件。
58.在本发明中，钢板的长度为50mm至1200mm，优选为100mm至1000mm，进一步优选为200mm至800mm，更优选为400mm至600mm。钢板的宽度为10mm至500mm，优选为30mm至400mm，进一步优选为50mm至200mm，更优选为100mm至150mm。
59.在本发明中，剪力连接件的高度为5mm至200mm，优选为10mm至150mm，进一步优选为20mm至80mm，更优选为40mm至60mm。
60.在本发明中，两个半剖剪力件的间距为10mm至500mm，优选为20mm至300mm，进一步优选为50mm至200mm，更优选为100mm至150mm。
61.在本发明中，混凝土板的厚度比剪力连接件的高度厚5mm至200mm，优选为厚8mm至100mm，进一步优选为厚10mm至50mm，更优选为厚20mm至40mm。
62.根据本发明的第二种实施方案，提供一种钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件的制备方法。
63.一种钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件的制备方法，该方法包括如下步骤：
64.1)将剪力连接件2沿其轴向半剖后获得两个半剖剪力件201，然后将两个半剖剪力件201呈对称式固定在钢板1的两侧边缘上或固定在工字钢翼板102的两侧边缘上，其中半剖剪力件201的剖面与钢板1的两侧侧面或翼板102的两侧侧面齐平。
65.或者，将两个剪力连接件2呈对称式固定在钢板1的两侧边缘上或固定在工字钢翼板102的两侧边缘上，然后将两个剪力连接件2分别沿它们的中轴线进行铣切形成呈对称设置的两个半剖剪力件201，其中半剖剪力件201的剖面与钢板1的两侧侧面或翼板102的两侧侧面齐平。
66.2)采用条形刚性连接件3或∩形刚性连接件3将呈对称式设置的两个半剖剪力件201的顶端连接为一个整体。
67.3)在刚性连接件3和呈对称设置的两个半剖剪力件201之间设置或不设置钢筋网层。
68.4)先制作混凝土浇筑模板件。然后根据浇筑模板将对称设置的两个半剖剪力件201、刚性连接件3以及钢筋网层浇筑于混凝土内形成混凝土板4，经养护后拆除模板件，获得钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件。
69.根据本发明的第三种实施方案，提供一种钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件的应用。
70.一种钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件的应用，将该钢-混凝土界面剪力承载
测试推出试件应用于观测钢-混凝土组合结构界面破坏试验。
71.优选的是，所述破坏试验为：通过压力传感器和位移传感器对所述钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件的荷载值和界面滑移量进行测定，并采用非接触式视频引伸计和高倍金相显微镜对半剖剪力件201、钢板1和混凝土板4局部区域应力应变响应、损伤累计和破坏过程进行可视化测试。
72.实施例1
73.一种钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件，该推出试件包括钢板1、剪力连接件2、刚性连接件3以及混凝土板4。所述剪力连接件2包括两个半剖剪力件201，即两个半剖剪力件201通过刚性连接件连接3来等效模拟一个完整的剪力连接件2。两个半剖剪力件201呈对称式分别固定设置在钢板1的两侧边缘上，并且两个半剖剪力件201的剖面均与钢板1的侧面平齐。呈对称设置的两个半剖剪力件201的顶端之间通过刚性连接件3进行连接。所述混凝土板4浇筑在钢板1、呈对称设置的两个半剖剪力件201以及刚性连接件3之间，其中：混凝土板4的底面与钢板1的上表面紧密贴合，混凝土板4的两个侧面分别与两个半剖剪力件201的剖面齐平，混凝土板4上表面的水平高度不低于半剖剪力件201顶端的水平高度。
74.所述刚性连接件3为条形钢连接件，其两端分别固定连接在半剖剪力件201的顶端内侧。浇筑完混凝土板4后，该条形钢连接件的上表面与混凝土板4的上表面齐平。该条形钢连接件的刚度大于半剖剪力件201的刚度。
75.所述钢板1为矩形钢板；该推出试件包括4对呈对称设置的半剖剪力件201。任意一对呈对称设置的半剖剪力件201的顶端之间均通过刚性连接件3进行连接。所述混凝土板4的内部还设置有钢筋网。
76.所述半剖剪力件201为轴向半剖的栓钉。
77.实施例2
78.一种钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件，该推出试件包括钢板1、剪力连接件2、刚性连接件3以及混凝土板4。所述剪力连接件2包括两个半剖剪力件201，即两个半剖剪力件201通过刚性连接件连接3来等效模拟一个完整的剪力连接件2。两个半剖剪力件201呈对称式分别固定设置在钢板1的两侧边缘上，并且两个半剖剪力件201的剖面均与钢板1的侧面平齐。呈对称设置的两个半剖剪力件201的顶端之间通过刚性连接件3进行连接。所述混凝土板4浇筑在钢板1、呈对称设置的两个半剖剪力件201以及刚性连接件3之间，其中：混凝土板4的底面与钢板1的上表面紧密贴合，混凝土板4的两个侧面分别与两个半剖剪力件201的剖面齐平，混凝土板4上表面的水平高度不低于半剖剪力件201顶端的水平高度。
79.所述刚性连接件3为条形钢连接件，其两端分别固定连接在半剖剪力件201的顶端内侧。浇筑完混凝土板4后，该条形钢连接件整体被浇筑在混凝土板4的内部。该条形钢连接件的刚度大于半剖剪力件201的刚度。
80.该推出试件包括4对呈对称设置的半剖剪力件201。任意一对呈对称设置的半剖剪力件201的顶端之间均通过刚性连接件3进行连接。所述混凝土板4的内部还设置有钢筋网。
81.所述钢板1为工字钢，所述工字钢包括一块腹板101和两块翼板102，两块翼板102分别设置在腹板101的两端，两块翼板102相互平行且它们的板面均与腹板101的板面垂直。两块翼板102的两侧边缘上均设置有多对呈对称设置的半剖剪力件201以及混凝土板4。两块翼板102上均独立设有2对半剖剪力件201。
82.所述半剖剪力件201为轴向半剖的栓钉。
83.实施例3
84.一种钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件，该推出试件包括钢板1、剪力连接件2、刚性连接件3以及混凝土板4。所述剪力连接件2包括两个半剖剪力件201，即两个半剖剪力件201通过刚性连接件连接3来等效模拟一个完整的剪力连接件2。两个半剖剪力件201呈对称式分别固定设置在钢板1的两侧边缘上，并且两个半剖剪力件201的剖面均与钢板1的侧面平齐。呈对称设置的两个半剖剪力件201的顶端之间通过刚性连接件3进行连接。所述混凝土板4浇筑在钢板1、呈对称设置的两个半剖剪力件201以及刚性连接件3之间，其中：混凝土板4的底面与钢板1的上表面紧密贴合，混凝土板4的两个侧面分别与两个半剖剪力件201的剖面齐平，混凝土板4上表面的水平高度不低于半剖剪力件201顶端的水平高度。
85.所述刚性连接件3为条形钢连接件，其两端分别固定连接在半剖剪力件201的顶端内侧。浇筑完混凝土板4后，该条形钢连接件整体被浇筑在混凝土板4的内部。该条形钢连接件的刚度大于半剖剪力件201的刚度。
86.该推出试件包括6对呈对称设置的半剖剪力件201。任意一对呈对称设置的半剖剪力件201的顶端之间均通过刚性连接件3进行连接。所述混凝土板4的内部还设置有钢筋网。
87.所述钢板1为工字钢，所述工字钢包括一块腹板101和两块翼板102，两块翼板102分别设置在腹板101的两端，两块翼板102相互平行且它们的板面均与腹板101的板面垂直。两块翼板102的两侧边缘上均设置有多对呈对称设置的半剖剪力件201以及混凝土板4。两块翼板102上均独立设有3对半剖剪力件201。
88.所述半剖剪力件201为轴向半剖的栓钉。
89.实施例4
90.一种钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件，该推出试件包括钢板1、剪力连接件2、刚性连接件3以及混凝土板4。所述剪力连接件2包括两个半剖剪力件201，即两个半剖剪力件201通过刚性连接件连接3来等效模拟一个完整的剪力连接件2。两个半剖剪力件201呈对称式分别固定设置在钢板1的两侧边缘上，并且两个半剖剪力件201的剖面均与钢板1的侧面平齐。呈对称设置的两个半剖剪力件201的顶端之间通过刚性连接件3进行连接。所述混凝土板4浇筑在钢板1、呈对称设置的两个半剖剪力件201以及刚性连接件3之间，其中：混凝土板4的底面与钢板1的上表面紧密贴合，混凝土板4的两个侧面分别与两个半剖剪力件201的剖面齐平，混凝土板4上表面的水平高度不低于半剖剪力件201顶端的水平高度。
91.所述刚性连接件3为条形钢连接件，其两端分别固定连接在半剖剪力件201的顶端内侧。浇筑完混凝土板4后，该条形钢连接件整体被浇筑在混凝土板4的内部。该条形钢连接件的刚度大于半剖剪力件201的刚度。
92.该推出试件包括10对呈对称设置的半剖剪力件201。任意一对呈对称设置的半剖剪力件201的顶端之间均通过刚性连接件3进行连接。所述混凝土板4的内部还设置有钢筋网。
93.所述钢板1为工字钢，所述工字钢包括一块腹板101和两块翼板102，两块翼板102分别设置在腹板101的两端，两块翼板102相互平行且它们的板面均与腹板101的板面垂直。两块翼板102的两侧边缘上均设置有多对呈对称设置的半剖剪力件201以及混凝土板4。两块翼板102上均独立设有5对半剖剪力件201。
94.所述半剖剪力件201为轴向半剖的栓钉。
95.实施例5
96.一种钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件，该推出试件包括钢板1、剪力连接件2、刚性连接件3以及混凝土板4。所述剪力连接件2包括两个半剖剪力件201，即两个半剖剪力件201通过刚性连接件连接3来等效模拟一个完整的剪力连接件2。两个半剖剪力件201呈对称式分别固定设置在钢板1的两侧边缘上，并且两个半剖剪力件201的剖面均与钢板1的侧面平齐。呈对称设置的两个半剖剪力件201的顶端之间通过刚性连接件3进行连接。所述混凝土板4浇筑在钢板1、呈对称设置的两个半剖剪力件201以及刚性连接件3之间，其中：混凝土板4的底面与钢板1的上表面紧密贴合，混凝土板4的两个侧面分别与两个半剖剪力件201的剖面齐平，混凝土板4上表面的水平高度不低于半剖剪力件201顶端的水平高度。
97.所述刚性连接件3为两端弯折的∩形钢连接件，∩形钢连接件的两端弯折部分别固定连接在半剖剪力件201的顶端外侧。浇筑完混凝土板4后，该∩形钢连接件的内表面与混凝土板3的上表面紧密贴合。该∩形钢连接件的刚度大于半剖剪力件201的刚度。
98.所述钢板1为矩形钢板；该推出试件包括4对呈对称设置的半剖剪力件201。任意一对呈对称设置的半剖剪力件201的顶端之间均通过刚性连接件3进行连接。所述混凝土板4的内部还设置有钢筋网。
99.所述半剖剪力件201为轴向半剖的栓钉。
100.实施例6
101.一种钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件，该推出试件包括钢板1、剪力连接件2、刚性连接件3以及混凝土板4。所述剪力连接件2包括两个半剖剪力件201，即两个半剖剪力件201通过刚性连接件连接3来等效模拟一个完整的剪力连接件2。两个半剖剪力件201呈对称式分别固定设置在钢板1的两侧边缘上，并且两个半剖剪力件201的剖面均与钢板1的侧面平齐。呈对称设置的两个半剖剪力件201的顶端之间通过刚性连接件3进行连接。所述混凝土板4浇筑在钢板1、呈对称设置的两个半剖剪力件201以及刚性连接件3之间，其中：混凝土板4的底面与钢板1的上表面紧密贴合，混凝土板4的两个侧面分别与两个半剖剪力件201的剖面齐平，混凝土板4上表面的水平高度不低于半剖剪力件201顶端的水平高度。
102.所述刚性连接件3为两端弯折的∩形钢连接件，∩形钢连接件的两端弯折部分别固定连接在半剖剪力件201的顶端外侧。浇筑完混凝土板4后，该∩形钢连接件的内表面与混凝土板3的上表面紧密贴合。该∩形钢连接件的刚度大于半剖剪力件201的刚度。
103.该推出试件包括6对呈对称设置的半剖剪力件201。任意一对呈对称设置的半剖剪力件201的顶端之间均通过刚性连接件3进行连接。所述混凝土板4的内部还设置有钢筋网。
104.所述钢板1为工字钢，所述工字钢包括一块腹板101和两块翼板102，两块翼板102分别设置在腹板101的两端，两块翼板102相互平行且它们的板面均与腹板101的板面垂直。两块翼板102的两侧边缘上均设置有多对呈对称设置的半剖剪力件201以及混凝土板4。两块翼板102上均独立设有3对半剖剪力件201。
105.所述半剖剪力件201为轴向半剖的栓钉。
106.实施例7
107.一种钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件，该推出试件包括钢板1、剪力连接件2、刚性连接件3以及混凝土板4。所述剪力连接件2包括两个半剖剪力件201，即两个半剖剪
力件201通过刚性连接件连接3来等效模拟一个完整的剪力连接件2。两个半剖剪力件201呈对称式分别固定设置在钢板1的两侧边缘上，并且两个半剖剪力件201的剖面均与钢板1的侧面平齐。呈对称设置的两个半剖剪力件201的顶端之间通过刚性连接件3进行连接。所述混凝土板4浇筑在钢板1、呈对称设置的两个半剖剪力件201以及刚性连接件3之间，其中：混凝土板4的底面与钢板1的上表面紧密贴合，混凝土板4的两个侧面分别与两个半剖剪力件201的剖面齐平，混凝土板4上表面的水平高度不低于半剖剪力件201顶端的水平高度。
108.所述刚性连接件3为两端弯折的∩形钢连接件，∩形钢连接件的两端弯折部分别固定连接在半剖剪力件201的顶端外侧。浇筑完混凝土板4后，该∩形钢连接件的内表面与混凝土板3的上表面紧密贴合。该∩形钢连接件的刚度大于半剖剪力件201的刚度。
109.该推出试件包括4对呈对称设置的半剖剪力件201。任意一对呈对称设置的半剖剪力件201的顶端之间均通过刚性连接件3进行连接。所述混凝土板4的内部还设置有钢筋网。
110.所述钢板1为工字钢，所述工字钢包括一块腹板101和两块翼板102，两块翼板102分别设置在腹板101的两端，两块翼板102相互平行且它们的板面均与腹板101的板面垂直。两块翼板102的两侧边缘上均设置有多对呈对称设置的半剖剪力件201以及混凝土板4。两块翼板102上均独立设有2对半剖剪力件201。
111.所述半剖剪力件201为轴向半剖的栓钉。
112.实施例8
113.一种钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件，该推出试件包括钢板1、剪力连接件2、刚性连接件3以及混凝土板4。所述剪力连接件2包括两个半剖剪力件201，即两个半剖剪力件201通过刚性连接件连接3来等效模拟一个完整的剪力连接件2。两个半剖剪力件201呈对称式分别固定设置在钢板1的两侧边缘上，并且两个半剖剪力件201的剖面均与钢板1的侧面平齐。呈对称设置的两个半剖剪力件201的顶端之间通过刚性连接件3进行连接。所述混凝土板4浇筑在钢板1、呈对称设置的两个半剖剪力件201以及刚性连接件3之间，其中：混凝土板4的底面与钢板1的上表面紧密贴合，混凝土板4的两个侧面分别与两个半剖剪力件201的剖面齐平，混凝土板4上表面的水平高度不低于半剖剪力件201顶端的水平高度。
114.所述刚性连接件3为条形钢连接件，其两端分别固定连接在半剖剪力件201的顶端内侧。浇筑完混凝土板4后，该条形钢连接件的上表面与混凝土板4的上表面齐平或者该条形钢连接件整体被浇筑在混凝土板4的内部。该条形钢连接件的刚度大于半剖剪力件201的刚度。
115.该推出试件包括4对呈对称设置的半剖剪力件201。任意一对呈对称设置的半剖剪力件201的顶端之间均通过刚性连接件3进行连接。所述混凝土板4的内部还设置有钢筋网。
116.所述钢板1为工字钢，所述工字钢包括一块腹板101和两块翼板102，两块翼板102分别设置在腹板101的两端，两块翼板102相互平行且它们的板面均与腹板101的板面垂直。两块翼板102的两侧边缘上均设置有多对呈对称设置的半剖剪力件201以及混凝土板4。两块翼板102上均独立设有2对半剖剪力件201。
117.所述半剖剪力件201为轴向半剖的pbl。
118.实施例9
119.一种钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件，该推出试件包括钢板1、剪力连接件2、刚性连接件3以及混凝土板4。所述剪力连接件2包括两个半剖剪力件201，即两个半剖剪
力件201通过刚性连接件连接3来等效模拟一个完整的剪力连接件2。两个半剖剪力件201呈对称式分别固定设置在钢板1的两侧边缘上，并且两个半剖剪力件201的剖面均与钢板1的侧面平齐。呈对称设置的两个半剖剪力件201的顶端之间通过刚性连接件3进行连接。所述混凝土板4浇筑在钢板1、呈对称设置的两个半剖剪力件201以及刚性连接件3之间，其中：混凝土板4的底面与钢板1的上表面紧密贴合，混凝土板4的两个侧面分别与两个半剖剪力件201的剖面齐平，混凝土板4上表面的水平高度不低于半剖剪力件201顶端的水平高度。
120.所述刚性连接件3为两端弯折的∩形钢连接件，∩形钢连接件的两端弯折部分别固定连接在半剖剪力件201的顶端外侧。浇筑完混凝土板4后，该∩形钢连接件的内表面与混凝土板3的上表面紧密贴合。该∩形钢连接件的刚度大于半剖剪力件201的刚度。
121.该推出试件包括4对呈对称设置的半剖剪力件201。任意一对呈对称设置的半剖剪力件201的顶端之间均通过刚性连接件3进行连接。所述混凝土板4的内部还设置有钢筋网。
122.所述钢板1为工字钢，所述工字钢包括一块腹板101和两块翼板102，两块翼板102分别设置在腹板101的两端，两块翼板102相互平行且它们的板面均与腹板101的板面垂直。两块翼板102的两侧边缘上均设置有多对呈对称设置的半剖剪力件201以及混凝土板4。两块翼板102上均独立设有2对半剖剪力件201。
123.所述半剖剪力件201为轴向半剖的pbl。
124.实施例10
125.一种钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件，该推出试件包括钢板1、剪力连接件2、刚性连接件3以及混凝土板4。所述剪力连接件2包括两个半剖剪力件201，即两个半剖剪力件201通过刚性连接件连接3来等效模拟一个完整的剪力连接件2。两个半剖剪力件201呈对称式分别固定设置在钢板1的两侧边缘上，并且两个半剖剪力件201的剖面均与钢板1的侧面平齐。呈对称设置的两个半剖剪力件201的顶端之间通过刚性连接件3进行连接。所述混凝土板4浇筑在钢板1、呈对称设置的两个半剖剪力件201以及刚性连接件3之间，其中：混凝土板4的底面与钢板1的上表面紧密贴合，混凝土板4的两个侧面分别与两个半剖剪力件201的剖面齐平，混凝土板4上表面的水平高度不低于半剖剪力件201顶端的水平高度。
126.所述刚性连接件3为条形钢连接件，其两端分别固定连接在半剖剪力件201的顶端内侧。浇筑完混凝土板4后，该条形钢连接件的上表面与混凝土板4的上表面齐平或者该条形钢连接件整体被浇筑在混凝土板4的内部。该条形钢连接件的刚度大于半剖剪力件201的刚度。
127.该推出试件包括4对呈对称设置的半剖剪力件201。任意一对呈对称设置的半剖剪力件201的顶端之间均通过刚性连接件3进行连接。所述混凝土板4的内部还设置有钢筋网。
128.所述钢板1为工字钢，所述工字钢包括一块腹板101和两块翼板102，两块翼板102分别设置在腹板101的两端，两块翼板102相互平行且它们的板面均与腹板101的板面垂直。两块翼板102的两侧边缘上均设置有多对呈对称设置的半剖剪力件201以及混凝土板4。两块翼板102上均独立设有2对半剖剪力件201。
129.所述半剖剪力件201为轴向半剖的条型钢。
130.实施例11
131.一种钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件，该推出试件包括钢板1、剪力连接件2、刚性连接件3以及混凝土板4。所述剪力连接件2包括两个半剖剪力件201，即两个半剖剪
力件201通过刚性连接件连接3来等效模拟一个完整的剪力连接件2。两个半剖剪力件201呈对称式分别固定设置在钢板1的两侧边缘上，并且两个半剖剪力件201的剖面均与钢板1的侧面平齐。呈对称设置的两个半剖剪力件201的顶端之间通过刚性连接件3进行连接。所述混凝土板4浇筑在钢板1、呈对称设置的两个半剖剪力件201以及刚性连接件3之间，其中：混凝土板4的底面与钢板1的上表面紧密贴合，混凝土板4的两个侧面分别与两个半剖剪力件201的剖面齐平，混凝土板4上表面的水平高度不低于半剖剪力件201顶端的水平高度。
132.只是所述刚性连接件3为两端弯折的∩形钢连接件，∩形钢连接件的两端弯折部分别固定连接在半剖剪力件201的顶端外侧。浇筑完混凝土板4后，该∩形钢连接件的内表面与混凝土板3的上表面紧密贴合。该∩形钢连接件的刚度大于半剖剪力件201的刚度。
133.该推出试件包括4对呈对称设置的半剖剪力件201。任意一对呈对称设置的半剖剪力件201的顶端之间均通过刚性连接件3进行连接。所述混凝土板4的内部还设置有钢筋网。
134.所述钢板1为工字钢，所述工字钢包括一块腹板101和两块翼板102，两块翼板102分别设置在腹板101的两端，两块翼板102相互平行且它们的板面均与腹板101的板面垂直。两块翼板102的两侧边缘上均设置有多对呈对称设置的半剖剪力件201以及混凝土板4。两块翼板102上均独立设有2对半剖剪力件201。
135.所述半剖剪力件201为轴向半剖的条型钢。
136.对比例1
137.一种钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件，该推出试件包括钢板、剪力连接件以及混凝土板。剪力连接件设置在钢板中心。所述混凝土板浇筑在钢板上并覆盖剪力连接件，混凝土板的底面与钢板的表面，混凝土板上表面的水平高度剪力连接件顶端的水平高度。
138.所述钢板1为矩形钢板；
139.所述剪力连接件为1个完整的栓钉。
140.所述混凝土板内部还设置有钢筋网。
141.对比例2
142.一种钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件，该推出试件包括钢板、剪力连接件以及混凝土板。剪力连接件设置在钢板中心。所述混凝土板浇筑在钢板上并覆盖剪力连接件，混凝土板的底面与钢板的表面，混凝土板上表面的水平高度剪力连接件顶端的水平高度。
143.所述钢板1为工字钢；
144.所述剪力连接件为1个完整的栓钉。
145.所述混凝土板内部还设置有钢筋网。
146.实施例1～11、对比例1～2所采用的工艺如表1所示。
147.表1：
148.[0149][0150]
将实施例1～11、对比例1～2所述的推出试件应用于钢-混组合结构界面破坏试验。
[0151]
图4为对比例2的钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件。图5为实施例2的一种钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件。
[0152]
实验过程如下：
[0153]
采用电液伺服系统进行加载，加载布置如图8所示。推出试件安置于台座上，试件下端与台座之间铺少量石英砂，以保证试件竖直平稳安置；试件上端至反力架之间依次布置有加载平板、球铰、压力传感器和助推器。加载时，助推器下移将荷载传递给试件，荷载值通过压力传感器读取；试件两侧中间位置处分别布置引伸计用以读取钢混界面的滑移量，试件一侧布置摄像机、视屏引伸计对加载过程中界面破坏特征进行摄像和测量。加载之前对试件进行预压，预压荷载大小为20kn，荷载值和滑移量均采用应变测试仪进行自动采集。静力加载测试采用单调连续递增加载至试件破坏，按位移进行控制，加载速度为0.5mm/分钟(试验结果如图6所示)。疲劳载荷由作动器从试样顶部施加，疲劳加载采用力控制的正弦加载方式，荷载频率为5hz(试验结果如图7所示)。
[0154]
由于图4中的钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件的剪力连接件位于混泥土内部，无法观测该试件在不同外力作用下是否该试件产生损害，也就是说，该试件在被完全破坏之前，无法观测该试件的剪力连接件、钢板和混凝土之间是否被破坏，也无法观测疲劳过程中剪力连接件、钢板和混凝变形和裂缝的发展特征。该试件仅能得出完全被破坏的抗剪承载力和断裂特征。
[0155]
采用本发明实施例2提供的钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件(如图5所示)进行实验：
[0156]
图6为本发明实施例2提供的一种钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件开展静力加载试验测得的栓钉、钢板和混凝土的破坏特征，能够可视化的观察到剪力连接件在外力
作用下逐渐脱空、混凝土逐渐被破坏的过程。其中：a、b、c、d为该试件可视化观测的局部放大图。
[0157]
图7为本发明实施例2提供的一种钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件开展疲劳加载试验测得的栓钉、钢板和混凝土的破坏随疲劳次数的变化特征。
[0158]
本发明提供的钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件在静载试验中能够对加载过程中混凝土局部楔块和栓钉根部间受荷形变的形成、破坏过程以及受力变形响应进行原位观察和测量。同时，本发明提供的钢-混凝土界面剪力承载测试推出试件在疲劳试验中可以对不同疲劳加载次数下栓钉、钢板疲劳裂纹的萌发、扩展以及混凝土的破坏情况进行适时、准确观察和测量，进而更为准确的揭示钢混组合试件的破坏过程，为建立更加精准、更加科学的承载力和疲劳寿命预测方法提供依据。而对比例2(图4)在静载试验和疲劳试验中无法观测到混凝土板、剪力连接件和钢板的形变、破坏过程。