波形钢腹板组合箱梁带栓钉埋入式抗剪连接件承载力推出试验及有限元模拟分析研究

胡 锋，刘晓东，袁阳光，韩万水，许 昕，王俊峰

(1. 河南省交通科学技术研究院有限公司，河南，郑州 450006；2. 长安大学公路学院，陕西，西安 710064；3. 西安建筑科技大学土木工程学院，陕西，西安 710055)

钢混组合结构因其轻质、高强等优点在桥梁建设领域得到了广泛的推广应用。其中，抗剪连接件是保证钢构件与混凝土构件有效连接的关键构件，鉴于此，抗剪连接件的设计多取决于组合截面的具体形式，做到因地制宜。抗剪连接件的连接作用对组合截面受力性能影响显著，在应用之前，必须借助试验研究、数值模拟等手段对其抗剪承载能力展开深入研究[1-2]。

截止目前，国内外学者已针对不同截面设计下的不同力学需求，设计并研究了不同类型抗剪连接件的力学性能[3]。抗剪连接件力学性能及抗剪承载力的研究多借助推出试验展开，通过对代表性部位荷载-位移曲线的分析探究连接件的抗剪性能及极限承载力[4-5]。与此同时，研究人员亦通过试验的开展探究了各类连接件在结构中的传力机理及主要部件参数对抗剪性能的影响，并建立了相应的抗剪承载力计算方法[6-8]。尽管关于抗剪连接件的研究成果积累日渐深厚，但新型结构设计理念的提出及发展对抗剪连接件不断地提出了新的要求，例如，针对新型钢混组合结构设计需求，杨飞等[9]研究了一种新型钢混螺栓连接件的力学性能，贺君等[10]提出了一种可拆卸开孔钢管连接件。

近年来，波形钢腹板组合箱梁的应用逐渐广泛，国内外研究人员亦针对该类结构形式的受力要求设计并研究了不同类型抗剪连接件的力学性能[11-14]。该类研究成果为波形钢腹板组合箱梁设计建造提供了丰富的成果支撑。然而，在具体的工程应用过程中发现，尽管某些连接件传力机理明确、抗剪性能良好，但对施工工艺要求较高，而连接件的应用效果往往因施工质量难以保障而大打折扣。因此，在多数情况下，仍需结合主梁结构的具体构造形式，对抗剪连接件的构造形式进行优化设计，从而实现对传力机理、施工简便性、施工质量等的综合权衡，最终提升应用效果。

在此，为满足一座波形钢腹板部分斜拉桥建设中施工质量及钢混结构连接处抗剪承载力的要求，对现有连接件进行了对比优选，并选择了栓钉进行了尝试性施工，但受限于主梁构造，存在钢混连接处施工质量难以把控等问题。故结合现有抗剪连接件的研究基础及成果，设计并提出了一种新的抗剪连接件。抗剪连接件的具体形式为混凝土顶底板与波形钢腹板之间采用埋入式连接，埋入混凝土段的钢腹板设置开孔并于孔内贯穿钢筋，同时在圆孔与混凝土板之间增加栓钉连接以提高其抗剪能力，该连接件属于钢混界面连接形式。首先，通过推出试件的设计及推出试验的开展，研究其抗剪性能及试件的破坏形式；然后，探究该类抗剪连接件推出试验的数值模拟方法，并联合试验及数值模拟对其抗剪承载力影响因素进行分析，具体包括栓钉焊接位置的影响以及的开孔位置影响；最后，结合带栓钉埋入式抗剪连接件的承载机理与特点，通过理论分析建立该类抗剪连接件承载力的近似计算方法，并对计算方法的适用性进行验证。

1 带栓钉埋入式抗剪连接件设计工程背景

带栓钉埋入式抗剪连接件的设计应用工程背景为朝阳沟波形钢腹板组合箱梁部分斜拉桥。图1(a)给出了该桥梁的总体布置，桥梁跨径布置为58 m+118 m+188 m+108 m，桥梁总长472 m，为波形钢腹板预应力混凝土箱梁部分斜拉桥体系，结构体系采用连续-刚构形式，桥面总宽35 m。图1(b)给出了主梁的典型断面形式。

图1 朝阳沟大桥总体信息Fig. 1 General information of Chaoyanggou Bridge

在朝阳沟大桥建设过程中，抗剪连接件主要用于主梁波形钢腹板与混凝土顶、底板的连接，不仅能够传递混凝土与钢梁之间的纵向剪切力，还需抵抗使两者分离的掀起作用。抗剪连接件的选型主要基于两种考虑：1) 波形钢腹板与混凝土顶底板之间的连接效果；2) 施工的便捷性及施工质量。建设之初，在以上两种考虑的基础上对现有钢混组合桥梁连接件进行了对比优选，并选择了栓钉连接件进行尝试性施工，但结果发现采用栓钉连接件作为朝阳沟大桥波形钢腹板与混凝土顶底板的连接构造时，受制于主梁构造等原因，存在施工质量难以把控、多数位置混凝土难以浇筑密实等问题，尤其是波形钢腹板与混凝土顶板的连接处。

鉴于栓钉连接件在第一次施工中存在的问题，以及对连接效果、施工质量等的综合考虑，在现有抗剪连接件研究成果的基础之上[15-16]，针对该桥梁主梁波形钢腹板与混凝土顶、底板的连接特点，设计了一种新的带栓钉埋入式抗剪连接件，并将其应用于波形钢腹板与混凝土顶底板的连接。

2 带栓钉埋入式抗剪连接件推出试验

2.1 带栓钉埋入式连接件及推出试件制作

带栓钉埋入式抗剪连接件的具体构造特征为：1) 混凝土顶底板与波形钢腹板之间采用埋入式连接，深入混凝土中的钢腹板设置间距15 cm的圆孔，孔内贯穿钢筋直径为28 mm；2) 圆孔与混凝土板之间同时增加栓钉连接；3) 波形钢板埋入混凝土板的深度为30 cm，端部沿纵向增焊两根直径28 mm 的约束钢筋。另外，在工程中，波形板开孔的间距一般固定，栓钉交替焊接在波形板直板的内外侧，在波形板两侧都焊接有约束钢筋。从构造特征方面说，带栓钉埋入式抗剪连接件本质上属于一种综合性的钢混界面连接形式，连接件的具体构造如图2 所示。

图2 带栓钉埋入式抗剪连接件构造信息Fig. 2 Structural information of embedded shear connector with studs

为研究带栓钉埋入式抗剪连接件的受力性能及抗剪承载力，设计如图3(a)～图3(b)所示的推出试件以开展推出试验。推出试件中各部位的命名及波形钢板的几何尺寸如图3(c)。为探究开孔位置、栓钉焊接位置等对该类连接件抗剪承载力的影响情况，根据图3 进行局部调整，按照不同的开孔位置、不同的栓钉焊接位置制作6 种不同类型的推出试件，每种类型推出试件开展4～5 个平行试验，共计26 个试件，试件具体信息如表1 所示。其中，混凝土标号为C50，波形钢板及工字钢采用Q345D 级板材，约束钢筋为HRB400 级普通钢筋，栓钉型号为ML15。图4 给出了推出试件的现场制作过程，关键步骤为模板架设、混凝土浇筑及混凝土养护完成后模板拆除。

图3 带栓钉埋入式抗剪连接件推出试验试件设计 /mmFig. 3 Design of specimen of embedded shear connector with studs used for push-out tests

图4 推出试件制作Fig. 4 Fabrication of push-out test specimens

表1 推出试验试件情况Table 1 Details of specimens for push-out tests

2.2 推出试验加载方式及测点布置

本次试验主要采集作用于推出试件上的荷载以及推出试件混凝土板和加载用钢板之间的相对滑移。为保证加载过程中对加载量级的精准控制，采用电液伺服万能试验机实现推出试验加载，在工字钢顶部安放球铰支座以保证均匀传力，单个推出试件中包含两侧两个带栓钉埋入式波形板抗剪连接件，试验过程中万能试验机(上海华龙WDW-1000)对工字钢进行加载，单个连接件所承受荷载为实际加载量值的1/2，加载布置如图5所示。在加载量值达到500 kN 之前，以25 kN 为一个加载量级，加载量值超过500 kN 之后，减小每一级加载步长至10 kN～20 kN，根据试验现象进行加载步长的实时调整，荷载-位移曲线开始下降之后，以位移控制加载，尽可能多地采集下降段加载数据信息。为测试推出试验过程中代表性位置的位移，在波形钢板左右两侧各布设三个位移传感器(长沙金码JMDL-3150AT)，测点布置如图5所示。推出试验开展过程中，记录代表性位置位移水平、混凝土表面的裂纹发展情况以及每一级荷载下的推出试件外观形态。根据所记录的位移绘制荷载-位移变化曲线，所有试验数据均由计算机自动采集。

图5 位移传感器及加载装置布置Fig. 5 Layout of displacement sensors and loading device

2.3 推出试件荷载-位移曲线

6 种类型推出试件的试验结果如表2 所示，其中开裂荷载对应于混凝土板出现斜裂缝时的荷载，由表2 可知：1) 推出试件的最终失效模式均为混凝土板劈裂破坏；2) 栓钉焊接于直板外侧的试件破坏时均伴随有栓钉被剪断，焊接于直板内侧的试件破坏时栓钉均未被剪断；3) 栓钉在直板外侧焊接时的极限承载力、极限滑移、开裂荷载等均大于栓钉在直板内侧焊接的情况；4) 开孔位置位于直板时推出试件抗剪极限承载力最大，其次为开孔位于上折板的推出试件，开孔位置位于下折板时推出试件抗剪极限承载力最小。

表2 推出试验关键试验结果Table 2 Key experimental results of push-out tests

限于篇幅，图6 给出了6 种试件类型的其中一个构件在推出试验过程中记录的荷载-位移曲线，由图6 可知：带栓钉埋入式抗剪连接件上折板、直板及下折板的荷载-位移曲线特征明显不同，上折板荷载-位移曲线具有明显的强化阶段，下折板荷载-位移曲线几乎不存在强化阶段，位移达到最大水平时即进入下降阶段，而直板处荷载-位移曲线特征介于上折板与下折板之间，存在一定的强化阶段。

图6 不同类型推出试件代表性位置荷载-位移曲线Fig. 6 Load-deflection curves of representative positions of different kinds of push-out test specimens

2.4 推出试件破坏全过程分析

为分析推出试件的全过程破坏特征，首先对推出试件各平面进行定义，具体如图7 所示。根据推出试件试验全过程的试验现象及与之对应的加载量级，对该类连接件的试验全过程现象进行总结如下：

图7 推出试验的试件混凝土板各表面定义Fig. 7 Definition of concrete surfaces of push-out test specimen

1) 加载量值介于0 倍～0.8 倍极限承载力：试件变形较小，最大位移介于0.6 mm～1.0 mm，位移与荷载近似呈线性变化关系，混凝土板未出现开裂现象；

2) 加载量值介于0.8 倍～1.0 倍极限承载力：首先在面D 中部产生宽度较小的裂缝，裂缝几何轮廓与嵌入的波形钢板轮廓接近，如图8(a)，此后，位移增长速度加快，随着加载量值的继续增加，面B 出现横向裂缝，裂缝宽度逐渐增大并发展至贯通，如图8(b)，与此同时，面C 出现斜裂缝且与水平向夹角约为45°，裂缝的数量随加载量值的增大而增加，如图8(c)～图8(d)，面E 与波形钢板对应位置处出现横向裂缝，如图8(e)，当荷载增大至连接件极限抗剪承载力时，混凝土板外侧面、顶面横向及内侧面裂缝贯通，混凝土被波形板劈裂，发生劈裂破坏，波形板产生变形，如图8(g)、图8(h)所示，开孔中混凝土被压碎，贯穿钢筋没有剪断。焊接在波折板外侧的栓钉被剪断，焊接在波折板内测的栓钉未被剪断，剪断栓钉如图8(i)所示；

3) 加载量值超过1.0 倍极限承载力：较小的加载量值产生较大的位移，各混凝土面内裂缝持续发展，直至试件破坏，如图8(f)，但由于混凝土内普通构造钢筋未被剪断，混凝土板虽然被劈裂但仍具有一定的承载能力。

图8 带栓钉埋入式抗剪连接件推出试件破坏过程Fig. 8 Destruction procedure of embedded shear connectors with studs in push-out test

通过对试件破坏全过程试验现象的总结可以发现：带栓钉埋入式抗剪连接件混凝土开裂及主裂缝的形成与发展均在荷载水平达到0.8 倍极限承载力之后。

3 推出试验全过程有限元模拟

3.1 有限元模拟方法

为实现推出试件全过程有限元模拟，并借助模拟结果阐释推出试件受力与破坏机理，采用ANSYS Workbench 建立非线性有限元模拟方法，为减少计算工作量，有限元模拟仅针对受力完全相同的推出试验试件1/2 模型。采用粘结形式模拟混凝土与深入其中的波形钢板之间的连接，在波折板和混凝土接触的区域建立接触对，分析过程中认为只要二者保持接触，接触面之间的摩擦力便一直存在，根据相关研究成果，界面摩擦系数取为0.25[17-18]。波形钢板开孔表面、栓钉表面与混凝土之间的约束条件通过绑定形式实现，即忽略相对滑移，采用共节点的形式模拟混凝土和贯穿钢筋之间的约束，钢筋与混凝土之间的其他界面联系采用嵌入式约束予以模拟[19-21]。采用Solid65单元模拟混凝土、栓钉，采用Link8 单元模拟钢筋，采用Shell43 单元模拟波形钢板及工字钢。

根据推出试验开展之前所进行的材料试验并联系已有相关研究确定波形钢板、栓钉、混凝土板、普通钢筋及工字钢的本构模型。其中，波形钢板采用单折线本构模型，如图9(a)，弹性模量与泊松比分别为2.1×105MPa、0.3[22]。栓钉采用带有强化阶段的双折线本构模型，如图9(b)，屈服强度为350 MPa，极限强度为450 MPa，极限应变为0.012[23]。根据《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2015)确定受压状态及受拉状态的混凝土本构模型，如图9(c)～图9(d)所示，混凝土抗压强度标准值为32.4 MPa，对应压应变为0.002。贯穿钢筋及约束钢筋采用单折线本构模型，如图9(e)，弹性模量、屈服强度及泊松比分别为2.1×105MPa、400 MPa与0.3。考虑到工字钢刚度较大且在整个试验过程中均处于弹性阶段，故将其模拟为弹性材料，弹性模量为2.1×105MPa。根据以上分析，采用ANSYS Workbench 建立各组推出试件的1/2 有限元模拟，图10 给出了栓钉在直板外侧焊接时的有限元模型。

图9 材料本构模型Fig. 9 Constitutive models of materials

图10 推出试件有限元1/2 模型Fig. 10 Finite element model of push-out test specimen

3.2 模拟结果与试验结果对比分析

采用所建立的推出试件模型对各类型试件推出试验全过程进行有限元模拟，并将模拟得到的荷载-位移曲线与实测结果对比，表3 给出了推出试验有限元模拟得到的各类型试件极限承载力及其与推出试验测试结果平均水平的相对误差，可见有限元模拟与推出试验极限承载力相对误差均未超过3.63%，图11 以KJ-C-1、KJ-C-2 两种类型的试件为例，给出了上、下折板荷载-位移曲线的对比，可见，有限元模拟得到的荷载-位移曲线与测试结果曲线吻合良好。可以认为，所建立的有限元模拟方法能够较好地模拟推出试件在整个试验过程中的力学行为。

图11 有限元模拟与推出试验荷载-位移曲线对比Fig. 11 Load-deflection curves comparison between finite element simulation and push-out test

表3 推出试验有限元模拟结果及与测试结果对比Table 3 Finite element simulation results and comparison with test results

另外，为了研究试件的承载能力机理，在有限元模拟中增加了FE-A-3、FE-B-3、FE-C-3、FED-3 工况，如表3 所示。图12 给出了极限状态时混凝土板的拉应力分布云图，可见拉应力水平较高区域能够与图8 中主要裂缝分布形态相吻合，具体如面D 中竖向斜裂缝、面E 中横向裂缝、面B 与波形钢板等高度处的水平裂缝以及面C 中的45°斜裂缝等。

图12 混凝土板拉应力分布云图 /MPaFig. 12 Tensile stress distribution of concrete slab

3.3 基于有限元模拟的推出试件受力及破坏机理分析

采用所建立的推出试验有限元模拟方法及模拟结果，对推出试件的受力及破坏机理进行分析。图13 为开孔位置处混凝土变形图。在加载过程中，混凝土板呈现前倾的趋势，导致混凝土板背面波折板底面位置处出现横向裂缝。被波形板和接合钢筋包围区域的混凝土竖向位移大于周围其他区域，此区域的混凝土、接合钢筋、波折板相互作用，形成整体，共同抵抗剪力作用。因此连接件的抗剪能力由三部分提供，第一部分为由波形板包裹的混凝土与约束钢筋所形成的块连接件；第二部分为焊接在波形板上的栓钉连接件；第三部分为开孔内的混凝土剪力销及贯穿钢筋形成的开孔连接件。

图13 开孔位置处混凝土变形图 /mmFig. 13 Deformation of concrete at opening

1) 波形板包裹的混凝土与约束钢筋所形成的块连接件承载力分析

图14 首先给出了极限状态下栓钉在直板外侧、内侧焊接时的混凝土及栓钉竖向变形，由图14可知：被波形钢板包裹的混凝土竖向位移大于同高度处的其他混凝土竖向位移，即被波形钢板包裹的混凝土在与周围波形钢板共同运动，类似块剪力连接件承受剪力。

2) 栓钉连接件承载力分析

另外，由图14 进一步可知，当栓钉在直板内侧焊接时，栓钉整体同混凝土块共同变形，二者之间相对滑移且栓钉根部变形较小，致使栓钉抗剪能力未能充分发挥，而栓钉焊接在直板外侧时，由于周围混凝土竖向变形较小，能够给予栓钉良好的支撑，栓钉根部产生较大变形，使其抗剪强度得到充分发挥，从而解释了栓钉在直板外侧焊接时试件的抗剪承载力高于在直板内侧焊接，以及栓钉在直板外侧焊接时推出试件破坏均伴随有栓钉被剪断。

图14 栓钉在外侧及内侧焊接时的混凝土及栓钉竖向变形 /mmFig. 14 Vertical displacements of concrete and stud when stud is welded from outside and inner sides

3) 开孔内的混凝土剪力销及贯穿钢筋形成的开孔连接件承载力分析

图15 给出了极限状态时波形板的应力，可以发现波形板在开孔附近Von Mises 应力较大。图16给出了极限状态时开孔内混凝土及贯穿钢筋应力分布。可见孔中混凝土部分区域主压应力大于混凝土抗压强度，孔中混凝土被压碎；贯穿钢筋在开孔位置发生变形，部分区域达到屈服强度。因此开孔之后形成的混凝土剪力销与贯穿钢筋亦能够提供部分抗剪承载力，工作机理类似于开孔连接件。当开孔位置位于直板时，混凝土剪力销与加载方向垂直，能够充分发挥抗剪能力，而当开孔位置位于上折板或下折板时，因剪力销与加载垂向存在一定夹角，抗剪能力无法充分发挥，当开孔位置位于下折板时，由于开孔周围混凝土同时需要承受块连接件传递的剪力，与开孔位置位于上折板时相比混凝土受力更大，抗剪能力相对较弱，由此解释了开孔位置位于直板时试件抗剪承载力最大，其次为开孔位于上折板的试件，开孔位置位于下折板的试件抗剪承载力最小。

图15 极限状态时波形板应力 /MPaFig. 15 Stress distribution of corrugated steel plate at limit stage

图16 极限状态时开孔内混凝土及贯穿钢筋应力 /MPaFig. 16 Stress distribution of concrete in opening hole and through rebar

4 带栓钉埋入式抗剪连接件承载力近似计算方法

4.1 抗剪承载力近似计算方法

根据对推出试验全过程受力及破坏机理的分析，带栓钉埋入式抗剪连接件的抗剪承载力Q主要包括三个部分(如图17 所示)：

图17 抗剪承载力计算示意图Fig. 17 Calculation of shear strength

式中，Q1、Q2、Q3分别为波形板包裹的混凝土与约束钢筋所形成的块连接件、混凝土剪力销及贯穿钢筋以及栓钉提供的抗剪承载力。

1) 波形板包裹的混凝土与约束钢筋所形成的块连接件Q1

根据《复合桥梁设计施工指南》的建议[24]，一个波长范围内由约束钢筋及其周围混凝土共同提供的抗剪承载力可确定为[24]：

式中：fck为混凝土抗压强度标准值；d为波形钢板的波高；l为波形钢板在混凝土中的埋置深度；fsk1为约束钢筋标准屈服点应力值；A1为约束钢筋截面积。采用式(2)计算得出值为434.01kN，与表3 中有限元模拟得到FE-D 模型的抗剪承载力(411.89 kN)较为接近。

2) 混凝土剪力销及贯穿钢筋提供的抗剪承载力Q2

若忽略带栓钉埋入式抗剪连接件中波形钢板的几何形状影响，其中混凝土剪力销及贯穿钢筋可近似视为开孔板连接件，根据《组合折腹桥梁设计模式指南》及相关研究成果，单个混凝土剪力销的抗剪承载力Qpu为[25]：

式中：dc、ds分别表示开孔直径及贯穿钢筋直径；fsk2为贯穿钢筋标准屈服点应力。

在有限元模拟中，将FE-A-3、FE-B-3、FE-C-3三组模型的抗剪承载力分别与FE-D 模型的抗剪承载力相减，将得到的数值近似认为是开孔在直板、下折板、上折板时混凝土剪力销的抗剪承载力。根据结果，当开孔位于直板时，单个混凝土剪力销的折减系数为0.73。当开孔位于上、下折板时，单个混凝土剪力销的折减系数分别为0.53及0.45。考虑水平剪力方向的不确定性，当开孔位于折板时，单个混凝土剪力销的折减系数偏安全取为0.45，同时将开孔位于直板时的折减系数取整为0.7。故一个波长范围内由混凝土剪力销提供的抗剪承载力可确定为[26]：

3) 栓钉提供的抗剪承载力Q3

在分析带栓钉埋入式抗剪连接件中栓钉提供的抗剪承载力时，首先明确剪力件中栓钉实际承载力对单钉理论抗剪承载力的折减情况。根据连接件中的栓钉几何尺寸(直径13 mm、长度80 mm)及材料信息建立单钉有限元模型，得到单钉抗剪承载力为91.08 kN。根据建立与各试件对应的无栓钉试件有限元模型得到的抗剪承载力，近似认为提高的承载力完全由栓钉提供，通过有栓钉、无栓钉模型抗剪承载力之差与单钉抗剪承载力的对比，得到栓钉抗剪承载力折减效应系数，具体结果如表4 所示。考虑水平剪力方向的不确定性，当焊接栓钉的直板没有开孔时，焊接在外、内侧的栓钉的承载力折减系数分别偏安全取为0.80 及0.14。此外，在该类剪力件的工作环境下，由于混凝土强度较高且栓钉直径较小，试件的破坏多始于栓钉被剪断，因此，混凝土压溃的情况不予考虑。

表4 抗剪栓钉承载力折减系数Table 4 Reduction coefficient of shear resistance of stud

根据以上分析，一个波长范围内由栓钉提供的抗剪承载力可确定为：

4.2 近似计算方法适用性分析

为分析所建立的带栓钉埋入式抗剪连接件抗剪承载力计算方法的适用性，根据该类连接件的具体设计参数，采用所建立的承载力计算方法计算抗剪承载力，并与试验测试结果、有限元模拟结果进行对比，具体如表5 所示。可见，按照近似计算方法得到的抗剪承载力与试验测试结果的相对误差均未超过8.93%，与数值模拟结果的相对误差均未超过5.47%。可以认为，所建立的带栓钉埋入式抗剪连接件抗剪承载力近似计算方法具有良好的适用性。

表5 抗剪承载力计算方法适用性分析Table 5 Applicability analysis of calculation method of shear capacity

5 结论

本文以一座波形钢腹板组合箱梁部分斜拉桥建造过程中所采用的带栓钉埋入式抗剪连接件为研究对象，设计并开展了6 组26 个试件的推出试验，通过试验与理论分析，得到以下结论：

(1) 根据一座波形钢腹板组合箱梁部分斜拉桥的受力要求设计了带栓钉埋入式抗剪连接件，通过开展推出试验，发现该类连接件混凝土开裂及主裂缝形成与发展均在荷载水平达到0.8 倍极限承载力之后，在混凝土发生劈裂破坏后，波形板产生变形，开孔中混凝土被压碎，但贯穿钢筋未被剪断，焊接在波折板外侧的栓钉被剪断，而在内测的栓钉未被剪断；

(2) 栓钉在直板外侧焊接时的抗剪承载力、极限滑移及开裂荷载等均大于直板内侧焊接的情况，开孔位置位于直板时试件抗剪承载力较大，其次为上折板及下折板开孔，带栓钉埋入式抗剪连接件上折板荷载-位移曲线具有明显的强化阶段，下折板荷载-位移曲线几乎不存在强化阶段，直板处荷载位移曲线特征介于上折板与下折板之间；

(3) 基于ANSYS Workbench 进行了推出试验有限元模拟，所建立的推出试验模拟方法能够有效地模拟试验过程中推出试件的力学性能，结合推出试验模拟结果，发现该类连接件的承载力主要由波形板包裹的混凝土与约束钢筋所形成的块连接件、开孔内混凝土剪力销以及栓钉共同提供；

(4) 结合推出试验与数值模拟，提出了带栓钉埋入式抗剪连接件的承载力近似计算方法，并通过初步验证发现该近似计算方法精度及适用性良好；

(5) 波形板包裹的混凝土与约束钢筋所形成的块连接件对该类连接件的极限承载力贡献较高，可达到极限承载力的60%以上；该类连接件的合理结构布置形式为栓钉焊接在波形板直板外侧且在直板处开孔。