0 引言

　　外包钢板并在空腔内灌入混凝土的组合结构构件是当前研究热点之一，如矩形(圆形)钢管混凝土柱^[1]、钢管混凝土束剪力墙^[2,3]、钢板组合剪力墙^[4,5,6]等构件，均属于此类构件。

　　在纯钢构件上固定结构次构件通常采用焊接连接、螺栓连接或射钉连接方法。射钉连接主要采用射钉器将射钉射入纯钢板中进行固定。射钉射入纯混凝土中会导致混凝土破碎，因此不能用于纯混凝土构件固定。

　　组合构件兼有钢材和混凝土材料，其上次构件主要采用焊接连接和螺栓连接。本文通过在组合构件上进行射钉试验，考察射钉的固定作用和对弹药的要求。

　　1 试验方案

　　试验设计4个组合构件试件，其中试件高度为2.5m 1个，1.5m 3个;钢板为Q345B，厚度分别为4,5,6,8mm。灌注的混凝土强度等级为C50或C40。试件参数如表1所示。考虑到实际工程中，钢板表面需要水泥砂浆找平，在Q1试件表面部分涂水泥砂浆找平层。

　　射钉器采用某公司生产的重型钢结构专用枪(常规用于纯钢板上的射钉器)，且满足GB/T 18763—2002《射钉器》的要求。

　　射钉弹采用某公司生产的S1型和S3型2种射钉弹，且满足GB 19914—2005《射钉弹》的要求。S1型射钉弹口径为6.8mm，其中，S1红的威力等级为5级，速度为185.9m/s;S1黑的威力等级为6级，速度为201.2m/s。S3型(红)射钉弹口径为6.8mm，威力等级为5级，速度为234.7m/s。

　　射钉采用某公司生产的YD型射钉(带圆形垫片)，且满足GB/T 18981—2008《射钉》的要求。射钉编号及长度如图1所示。

　　表1 组合试件参数 

　　图1 射钉 

　　采用同一射钉器，不同的射钉弹和射钉进行试验。

　　2 试验结果

　　2.1 8mm厚钢板

　　射击后，分别测量Q4试件上的射钉外露长度(钉头表面到垫片表面的距离)，结果如表2和图2所示。采用S1黑射钉弹配A型射钉，射入混凝土深度为4～5mm。S3红射钉弹均穿透钢板，射入混凝土深度为13～17mm。射钉D过长，易造成射钉弯曲或无法射进现象。

　　表2 Q4试件测量结果 

　　mm

　　注:外露长度+射入混凝土深度+钢板厚度=射钉长度，因钢板为公称尺寸及人为测量误差，与射钉总长略有出入

　　2.2 6mm厚钢板

　　由表3和图3中Q3试件测量结果可知，采用S1黑射钉弹射击6mm厚钢板的组合构件，穿透钢板，射入混凝土深度为10～17mm。射钉D易造成射钉弯曲或无法射进现象。

　　图2 射击后的Q4试件 

　　表3 Q3试件测量结果 

　　mm

　　图3 射击后的Q3试件 

　　2.3 5mm厚钢板

　　由表4和图4中Q2试件测量结果可知，采用S1黑射钉弹射击5mm厚钢板的组合构件，穿透钢板，射入混凝土深度为13～18mm。射钉长度不影响射入混凝土的深度。

　　图4 射击后的Q2试件 

　　表4 Q2试件测量结果 

　　mm

　　2.4 4mm厚钢板

　　由表5和图5中Q1试件上测量结果可知，采用S1红射钉弹射击4mm厚钢板的组合构件，穿透钢板，射入混凝土深度为13～18mm。射钉长度不影响射入混凝土的深度。

　　表5 Q1试件测量结果 

　　mm

　　图5 射击后的Q1试件 

　　由表6和图6中在Q1试件且具有15～20mm水泥砂浆找平层的表面测量结果可知，采用S1红和S1黑射钉弹射击4mm厚钢板的组合构件，穿透钢板，穿入混凝土长度为4～11mm。射钉长度不影响射入深度。

　　3 结语

　　1)可采用射钉固定组合构件上的次构件，射钉挤入钢板中，由钢板起固定作用。

　　2)由于射钉头部为锥形，射入混凝土深度在18mm以内，组合构件中混凝土强度对射击效果影响很小。为使射钉中部完全与钢板固定，宜使射钉射入混凝土深度为5～15mm。选用射钉时，应根据钢板厚度，尽量选择短射钉，提高射击成功率，防止射钉弯曲。

　　表6 Q1试件(有砂浆找平层)测量结果mm 

　　图6 射击后的Q1试件(有砂浆找平层) 

　　2)对于8mm厚钢板的组合构件宜采用S3红弹，对于4～6mm厚钢板的组合构件宜采用S1黑弹。

　　3)钢板表面有无砂浆找平层，对射钉射入混凝土的深度影响较大。