钢-混凝土组合梁以其良好的受力性能、便捷的施工方法和较好的综合效益在工程中得到广泛应用。剪力连接件作为组合梁中的关键部件,其抗剪性能直接影响组合梁的整体性能。高强螺栓作为剪力连接件的重要类型之一,具有强度高、刚度大、连接紧密、易安装、可拆卸等优点,是装配式组合梁优先选用的连接件。然而,用高强螺栓连接钢-混凝土组合梁时,常因抗滑移荷载低、混凝土抗拉强度低等原因,导致高强螺栓难以充分发挥其抗剪性能,因此,选用抗拉强度高、抗裂能力强的钢纤维混凝土代替普通混凝土,以充分发挥高强螺栓的抗剪性能、提高组合梁的抗剪承载力就显得势在必行。为此,本文以钢-钢纤维混凝土试件中高强螺栓连接件为研究对象,研究了高强螺栓的抗剪性能及其计算方法,主要内容包括:(1)钢纤维最佳体积掺量试验研究。由于影响钢纤维混凝土力学性能的因素较多,本文通过对不同体积掺量的钢纤维混凝土的力学性能进行试验研究,综合考虑钢纤维混凝土的力学性能和施工的可行性,确定了钢-钢纤维混凝土组合试件中钢纤维的最佳体积掺量为1%。(2)高强螺栓抗剪性能试验研究。依据高强螺栓预紧力、直径、抗拉强度及混凝土材料性能等方面的参数变化范围,设计了24个抗剪连接件的推出试件,并开展了试验研究,分析了试件的破坏模式、荷载-滑移曲线的特点,定义了表征高强螺栓抗剪性能的抗滑移荷载、初始抗剪刚度、滑移后刚度、极限抗剪承载力、极限滑移量等指标,定量研究了不同参数对高强螺栓抗剪性能的影响,对比了高强螺栓与栓钉抗剪性能的异同。在此基础上,分析了钢纤维混凝土对高强螺栓抗剪性能的影响,指出了钢纤维可提高混凝土劈裂强度、有效抑制裂缝的开展,从而明显提高了高强螺栓的极限抗剪承载力和滑移后刚度,增强了混凝土性能与连接件的匹配性,使高强螺栓优势得以充分发挥。(3)高强螺栓抗剪性能受力机理及影响因素的数值分析。基于钢-钢纤维混凝土中高强螺栓连接件的推出试验,进行了有限元数值仿真分析,验证了数值分析结果的正确性和可靠性。借助仿真模型,进一步探明了高强螺栓预紧力度、直径、强度等级和混凝土强度对其抗剪性能的影响,揭示了高强螺栓在剪力作用下的受力机理和破坏过程;采用正交设计方法,阐明了影响高强螺栓抗剪性能指标的显著性因素。(4)高强螺栓剪拔复合受力行为研究。基于高强螺栓连接钢-钢纤维混凝土组合试件在剪力和拉拔力共同作用下的试验研究,结合数值分析方法,分析了高强螺栓在剪拔复合作用下的受力机理和破坏过程,明确了拉拔力对其抗剪性能的影响。结果表明,受拉拔力的影响,高强螺栓的抗滑移荷载、初始抗剪刚度、极限抗剪承载力和滑移后刚度随拉拔力的增大而明显减小。(5)组合梁中高强螺栓受力行为的计算方法研究。基于高强螺栓推出试验,建立了组合梁的三维有限元模型,分析了组合梁中高强螺栓的抗剪性能,阐明了用推出试件结果来分析组合梁中高强螺栓的抗剪性能是安全的、可行的。在试验和数值分析的基础上,提出了钢-钢纤维混凝土组合梁中高强螺栓抗滑移荷载、初始抗剪刚度、滑移后刚度、极限抗剪承载力的计算公式;提出了剪拔复合作用下高强螺栓剪力与拉力相关作用计算式;通过拟合荷载-滑移曲线的试验结果,构建了高强螺栓荷载-滑移曲线关系的计算公式,具有较大的工程应用价值。