T形截面外包钢组合梁抗弯强度的数值模拟

目的 探讨T形截面外包钢组合梁的数值分析模型以及分析方法,并采用该模型分析其受弯特性.方法 基于ANSYS程序,以所进行的简支外包钢组合梁受力性能试验为依据,建立了外包钢组合梁的非线性有限元模型,建模时重点解决了选用混凝土非线性本构关系,钢筋、混凝土以及外包钢梁分离式建模方法、钢梁与混凝土粘结滑移关系的处理等关键性技术问题.运用该模型对T形截面外包钢组合梁受力和变形从加载到破坏的全过程进行了分析.结果 分析了试验现象和关键的试验结果,模拟得到了组合梁极限承载力、挠度、钢梁及混凝土应力应变.将计算数据同试验结果进行对比,具有较好的一致性.结论 建立的有限元模型能合理分析外包刚组合梁的受力特性.     

预应力FRP布钢与混凝土组合梁抗弯承载力计算

目的为提高预应力FRP布加固钢与混凝土组合梁的承载力,增加其刚度减小变形.方法考虑预应力FRP布钢与混凝土组合梁的结构与受力特性,利用平截面假定和应变变化计算方法,对预应力FRP布加固组合梁承载力进行分析.结果相比一般FRP布加固钢与混凝土组合梁,预应力FRP布能更有效改善其受力性能;给出其抗弯极限承载力计算公式.结论提出利用预应力FRP布加固钢与混凝土组合梁的方法是切实可行的;所建立的预应力FRP布加固钢与混凝土组合梁抗弯承载力理论计算公式具有合理性.     

钢与高强混凝土组合梁变形数值计算分析

针对钢与高强混凝土组合梁本身结构及受力性能的复杂性,以数值积分方法为基础,考虑材料非线性,提出了一个钢与高强混凝土组合梁从加载至破坏的全过程非线性分析模式,研制计算程序,给出其荷载与变形的关系曲线,并对其进行全过程非线性分析,更进一步明确组合梁不同受力阶段的工作特性,为其非线性设计方法提供理论分析手段.     

新型外包钢-砼组合梁的理论分析

在新型外包钢-混凝土组合梁试验研究的基础上，针对传统的弹性理论方法和塑性理论方法记算组合梁正截面抗弯承载力存在的不足点.根据试验结果，提出理论计算的假定，采用条带法推导其弹塑性状态下的正截面受弯承载力计算公式，并编制了计算程序，得到了7根组合梁整个受力过程中的弯矩-曲率关系曲线.将程序计算结果与“矩形应力块”法的计算结果进行了比较，最后得到外包钢-混凝土组合梁正截面抗弯极限承载力的简化计算公式.     

深肋组合扁梁抗弯承载性能的非线性有限元分析

钢-混凝土组合扁梁作为一种新型的组合梁具有承载力高、刚度大、结构高度小、防火性能好等优点,已逐步在多层建筑中得到应用,但是国内外对其承载性能的研究还很不充分,现有的计算方法尚需进一步研究和论证,设计计算依靠经验为主,限制了这种组合梁的广泛应用.采用非线性有限元的方法对简支钢-混凝土组合扁梁进行了全过程受力分析,揭示了这种新型组合梁的受力特点,讨论了计算方法的合理性.     

腹板嵌入式组合梁抗弯性能理论和试验研究

提出了一种新型腹板嵌入式钢-混凝土组合梁,并对该组合梁的整体抗弯性能和抗剪性能进行了研究。首先阐述了腹板嵌入式钢-混凝土组合梁的构成、受力特点和主要优点,然后介绍了该组合梁的抗弯承载力、钢梁与混凝土翼板之间的滑移以及挠度计算公式。通过竖向荷载作用下的静力加载试验对4个腹板嵌入式钢-混凝土组合梁试件的抗弯承载力、滑移影响及破坏特征进行了足尺试验研究,并利用有限元方法对4个试件的试验结果进行了对比,最后将理论公式得到的腹板嵌入式钢-混凝土组合梁的抗弯承载力、滑移及挠度计算结果与试验及有限元分析的结果进行比较,验证了理论公式的可靠性。研究表明,腹板嵌入式钢-混凝土组合梁具有良好的整体抗弯性能及抗剪性能,能够节约钢材。     

钢-混凝土连续组合梁腹板局部屈曲分析

对连续组合梁负弯矩区钢腹板的稳定性进行了研究,分析了负弯矩区钢梁腹板在弯曲、轴向压力和剪切作用下的力学性能,提出了组合梁腹板在各种荷载作用下的局部稳定性简化计算模型,建立了非均匀受压、纯剪和弯剪复合受力状态下的临界屈曲应力计算公式;分别计算了钢梁腹板在非均匀受压和纯剪状态下的弹性屈曲系数,并根据偏心受压与剪切作用下的相关方程计算了钢梁腹板在复杂应力状态下的弹性屈曲系数;基于屈曲分析结果,提出了组合梁在弹性受力阶段钢梁腹板不设横向加劲肋的高厚比限值。结果表明：采用该方法确定的钢梁腹板高厚比更具合理性,且计算过程简单,结果偏于安全。     

均布荷载下预应力FRP布钢与混凝土组合梁变形计算

目的为提高预应力组合梁的承载力和刚度,将传统预应力技术与FRP加固技术相结合,形成预应力FRP布钢与混凝土组合梁.方法根据预应力FRP布钢与混凝土组合梁结构与受力特征,利用弹性理论,对其进行分析.结果建立其考虑交接面相对滑移和预应力FRP布内力增量影响的组合梁变形微分方程,给出均布荷载作用下的组合梁变形理论计算公式.结论计算结果证明,预应力FRP布内力增量对组合梁变形影响相对较小,从而给出了组合梁变形的简化计算公式;所建立的预应力FRP布钢与混凝土组合梁变形理论计算公式具有合理性.     

钢-轻骨料混凝土组合梁栓钉连接件承载力分析

在分析国内外钢-混凝土组合梁各种剪切连接件工作机理及栓钉连接件受力性能的基础上,着重阐述了组合梁中栓钉连接件的承载力计算方法,并用最小二乘法拟合出适用于钢-轻骨料混凝土组合梁栓钉承载力计算公式．     

新型外包钢-砼T形截面组合梁滑移性能研究

在新型外包钢-砼T形组合梁中,交界面相对滑移是影响构件受力性能的一个重要因素。为研究其交界面相对滑移性能,通过3根足尺新型外包钢-砼组合梁的试验研究,得到组合梁不同截面的荷载-位移、荷载-滑移关系曲线。根据试验结果分析了新型外包钢-砼组合梁交界面相对滑移的发展过程和分布规律,从理论上建立了新型外包钢-砼组合梁交界面相对滑移微分方程,得到了组合梁交界面相对滑移量的计算公式,并通过试验数据对其进行验证,理论计算结果与试验结果吻合良好。     

考虑骨料粒径影响的BFRP筋混凝土梁剪切破坏及尺寸效应

粗骨料是混凝土材料的组成之一，其粒径变化会影响混凝土梁中骨料咬合作用对抗剪承载力的贡献。为了系统地考虑最大粗骨料粒径对玄武岩纤维增强聚合物（Basalt Fiber Reinforced Polymer，BFRP）筋无腹筋混凝土梁剪切破坏的影响，采用细观尺度数值模拟方法，建立BFRP筋无腹筋混凝土梁数值模型，模拟分析构件尺寸和粗骨料粒径对BFRP筋混凝土梁剪切破坏模式和抗剪强度的影响规律。结果表明：BFRP筋无腹筋混凝土梁的抗剪强度存在尺寸效应，同时，随着最大粗骨料粒径的增大，BFRP筋混凝土梁的抗剪承载力提高，梁的剪切尺寸效应被削弱。根据最大粗骨料粒径的影响机制与规律，结合断裂力学尺寸效应律，建立了BFRP筋混凝土梁抗剪强度尺寸效应理论公式，并与模拟结果和试验数据进行对比，验证了公式的准确性和合理性。     

剪力连接件在钢—混凝土组合梁中的实际工作性能

本文通过钢-砼组合梁的试验,研究了成组剪力连接件的实际工作性能和承载能力。提出了利用试验结果计算剪力连接件实际承载力的方法。试验和计算表明剪力连接件在组合梁中的实际承载力比推出试验得到的承载力要高(8～35％)。本文研究表明我国《钢结构设计规范》(GBJ17—88)所建议的槽钢和栓钉剪力连接件承载力计算公式是偏于安全的。     

具有初始斜裂缝梁抗剪承载力的试验研究

通过对14根钢筋混凝土梁的抗剪试验，分析具有初始斜裂缝梁的受剪性能，从而为有损伤的钢筋混凝土梁抗剪承载力的评估提供参考。     

无腹筋预应力砼双向受弯构件斜向开裂性能与斜向开裂剪力

在11根集中荷载作用下的无腹筋预应力砼双弯梁的试验研究基础上,分析了无腹筋预应力砼双向受弯构件斜向开裂性能,并应用应力分析方法静力平衡分析方法推导了斜向开裂的剪力计算方法,计算结果与试验实测结果符合良好。     

钢玄武岩纤维复合筋混凝土梁受剪承载力试验研究

钢玄武岩纤维复合筋（SFCB）兼具钢筋的延性和玄武岩纤维的防腐性能,并具有显著的二次刚度,但弹性模量低于钢筋。SFCB作为纵向筋时可使混凝土构件的受弯性能具有二次刚度,但构件的受剪承载力会低于钢筋混凝土梁。为深入研究SFCB作为纵筋时混凝土梁的受剪性能,以纵筋筋材种类、构件剪跨比为试验参数,进行梁的四点加载试验。详细分析了不同参数对混凝土梁的破坏形态、裂缝发展、受剪承载力的影响。试验结果表明：SFCB混凝土梁的受剪破坏主要呈现斜压破坏、剪压破坏和非典型剪压破坏3种形态。SFCB混凝土梁的受剪承载力整体低于钢筋混凝土梁、斜裂缝宽度大于钢筋混凝土梁。基于桁架拱模型,推导了SFCB混凝土梁受剪承载力的理论计算公式。与试验承载力对比发现,SFCB混凝土梁受剪承载力理论计算公式具有一定的适用性与安全性。     

腹板嵌入式组合梁抗剪连接件拔出试验

为了研究腹板嵌入式组合梁中抗剪连接件的抗拔性能,考虑各影响因素,设计了6个拔出试件并进行了试验研究,得到了试件破坏特征及拔出力-位移关系曲线。建立了钢板连接件受拔出力作用的力学模型,分析了腹板厚度、横向钢筋直径及横向配筋率对拔出承载力的影响;结合钢板连接件的抗剪承载力,对这种连接件的抗拔性能是否满足腹板嵌入式组合梁的组合作用进行了验证;参照《钢结构设计规范》（GB50017-2003）中对栓钉连接件的要求,提出了腹板嵌入式组合梁中抗剪连接件的构造要求。结果表明,这种抗剪连接件具有较好的抗拔性能。     

超高强混凝土梁抗剪性能的有限元分析

结合18根立方体抗压强度为100 MPa以上的超高强混凝土有腹筋约束梁在集中荷载作用下抗剪性能的试验研究,利用超高强混凝土的各种基本物理力学性能参数,以非线性有限元分析为基础,采用较为完善的非线性本构模型和破坏准则,编写了超高强混凝土有腹筋约束梁抗剪强度有限元分析程序以模拟试验。在非线性有限元分析模拟试验结果和已有试验实测数据的基础上,统计回归出了超高强混凝土有腹筋约束梁抗剪强度计算公式。应用该公式所得结果与试验结果符合较好。     

自密实混凝土无腹筋梁抗剪性能

为研究自密实混凝土无腹筋梁的抗剪性能和裂缝开展形态,进行了集中荷载作用下12根无腹筋钢筋混凝土简支梁（8根自密实混凝土和4根普通混凝土）的剪切破坏试验,变量为混凝土强度和剪跨比。探讨了《混凝土结构设计规范》（GB 50010―2010）、Zsutty拟合公式、美国规范（ACI318-11）抗剪承载力计算公式对自密实混凝土无腹筋梁抗剪承载力计算的适用性和准确性。收集了在集中荷载作用下的130根自密实混凝土和798根普通混凝土矩形截面无腹筋梁剪切破坏试验数据,将自密实混凝土和普通混凝土无腹筋梁抗剪承载力进行了对比。结果表明：自密实混凝土梁和普通混凝土梁的裂缝发展、破坏形态大致相同,自密实混凝土梁斜裂缝断面更为光滑;Zsutty拟合式计算结果与本文试验结果最接近;GB 50010—2010计算结果与本文试验结果也比较吻合,但偏于不安全;美国规范ACI 318-11计算公式偏差较大;自密实混凝土梁受剪承载力略低于普通混凝土梁。     

基于RBF神经网络对体外预应力梁抗剪强度的建模与预测

采用基于径向基(RBF)神经网络对体外预应力混凝土梁抗剪强度进行建模，预测开裂荷载和极限荷载。并将预测值、试验值、规范公式值进行比较．结果表明，神经网络计算方法是体外预应力混凝土梁抗剪强度研究中的一种很有潜力的方法．     

公路桥梁中陶粒混凝土梁承载力的研究

目的研究陶粒混凝土梁的正截面受弯承载力和斜截面受剪承载力.方法进行6根陶粒混凝土梁和2根普通混凝土梁的正截面受弯承载力试验,分析陶粒混凝土梁正截面受弯的破坏特征,提出了陶粒混凝土梁正截面受弯承载力的计算方法,并将试验实测值与公式计算值进行了比较.基于陶粒混凝土梁斜截面受剪承载力的试验数据,按照目标可靠指标的要求,提出了陶粒混凝土梁斜截面受剪承载力的计算公式,并对该计算公式进行了可靠度分析.结果正截面受弯承载力的试验实测值与公式计算值的比值是1.064;斜截面受剪承载力计算公式的可靠指标为4.966.结论笔者提出的计算方法和计算公式用来计算公路桥梁中陶粒混凝土梁的承载力是安全可靠的.