剪力钉的应用和检测

应用概况
剪力连接件是保证钢—混组合结构和混合结构协同工作的关键构件，而剪力钉就是其中较为常用的剪力连接件，具有传递界面剪力、限制界面滑移、防止混凝土掀起、保证钢和混凝土共同受力、协调变形的作用。
 
剪力钉，又称焊钉、栓钉，由于具有较强的抗剪能力和施工便捷性，剪力钉被广泛应用于工业民用建筑板梁系统、电力系统、桥梁系统、机场、车站及其他领域工程结构当中。在钢-混组合梁结构中，通过剪力钉合理的力学行为可将钢材和混凝土两种材料各自的优点最大限度地发挥出来，从而充分利用材料特性，提高工程结构的安全性和耐久性，节约工程造价。而剪力钉被应用于高层建筑承重结构的劲性柱上，也可很好地加强型钢柱与混凝土的连接强度，提高劲性柱的整体受力性能。  
技术检测
由于其在整个结构体系中的重要性，剪力钉的质量要求也较为严格，其表面不应有锈蚀、氧化皮、油脂和毛刺等；同时，杆部表面不允许有影响使用的裂缝，如头部出现裂缝，其深度（径向）范围须符合相关技术要求。
 
为保证其所用材料质量，可根据相关技术要求对剪力钉进行化学成分方面的检测，通过对C、Si、Mn、P、S、等化学元素进行分析，结合剪力钉相对应牌号，以判断材料中元素是否符合标准要求。
 
剪力钉的机械性能是工程结构设计和施工的重要依据，对其机械性能的检测也不能忽视，具体可以通过对抗拉强度、规定非比例延伸应力、断后伸长率及硬度等技术指标的检测来评价和判断。
 
在进行机械性能检测试件制作时，应注意剪力钉机械加工试件直径应符合产品规格对试件直径的相关要求。当剪力钉长度不能满足拉力试验的要求时，可采用相同材料和工艺制造的、同一直径规格并能满足试验要求的长度规格的剪力钉进行试验，也可以采用相同材料和冷拔工艺的同一直径规格的材料取样进行试验。
 
剪力钉是通过焊接方式与母材进行连接，其焊接质量对于其工作状态有着直接的影响，所以很有必要对其焊接性能进行科学检测。具体的焊接端的焊接性能检测可以从剪力钉的拉力试验和弯曲试验两方面来进行。拉力试验时，当拉力荷载达到相应的规定值时，试件应不得断裂，当继续增大载荷直至试件被拉断，断裂不应发生在焊缝和热影响区内。而弯曲试验可用手锤打击剪力钉试件头部，使其弯曲30°，试验后在试件焊缝和热影响区不应产生肉眼可见的裂缝。弯曲试验也可以使用套管进行，但需注意把控套管下端与焊肉上端的距离。
 
针对有特殊需求的，也可根据实际来进行分析和检测。例如，由于钢材导热系数较大，如果考虑到温度条件对剪力钉抗拔承载性能的影响，也可设计剪力钉试件做不同温度场下的抗拔承载性能试验和研究。
 
注意事项
由于构件在加工、制作以及安装过程中存在的问题，剪力钉连接件往往会出现尺寸偏差、剪力钉空洞、剪力钉倾斜、剪力钉布置边距不足等误差，这些误差往往对其力学性能产生较大的影响。如：剪力钉距混凝土边缘距离不足，会降低混凝土对剪力钉的约束作用，且距离越小，混凝土对剪力钉的约束作用越小，最终导致剪力钉的抗剪承载力减小。