内翻U形外包钢组合梁正截面抗弯承载力分析

为研究新型内翻U形外包钢混凝土组合梁正截面抗弯承载力及其构造要求,以已有内翻U型外包钢混凝土组合连续试验梁为参照,建立该组合连续梁非线性有限元模型,模拟组合连续梁有限元模型的荷载跨中挠度曲线,并与相关试验结果对比,验证了该组合梁有限元模型的建模方法和参数选取的合理性与有效性。应用建立的组合连续梁有限元模型,分析了内翻外包钢混凝土组合梁正截面抗弯承载力的主要影响参数。综合内翻U型外包钢混凝土组合连续梁正截面抗弯承载力试验和模拟结果,提出采用简化塑性理论计算组合梁正截面抗弯承载力计算时,组合梁正截面抗弯承载力塑性理论计算值应乘0.96的修正系数。0.96倍组合梁正截面抗弯承载力塑性理论计算值与组合梁有限元模型模拟计算值相比较,发现二者十分接近,偏于安全,提出的组合梁正截面抗弯承载力修正简化塑性理论计算值具有足够的准确性和可靠性。     

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.     

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。     

耐火钢-混凝土组合梁耐火极限和承载力

为了得到标准升温下耐火钢-混凝土组合梁截面抗弯极限承载力-时间曲线和一定荷载比下组合梁的耐火极限,基于舞钢耐火钢Q345-FR钢板高温力学性能试验结果,采用有限元方法对耐火钢-混凝土组合梁的抗火性能进行高温稳态分析和瞬态分析.考察混凝土板尺寸、钢梁截面尺寸、涂料厚度、荷载比等参数对高温下组合梁承载力和耐火极限的影响.提出耐火钢组合梁高温下承载力和耐火极限计算公式,公式计算结果与有限元结果非常吻合.将有限元计算结果与规程CECS200:2006方法的计算结果进行对比分析,结果表明规程方法偏于保守,受火时间越长,保守程度越大;建议将腹板和下翼缘的温度分开计算,修正后的规范方法计算耐火钢-混凝土组合梁的抗火性能更为合理.     

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。     

预应力内置圆钢管桁架混凝土组合梁的受力性能

通过4根预应力内置圆钢管桁架混凝土组合简支梁的试验,得到了试验梁的荷载-跨中挠度曲线、正截面承载力、裂缝分布与展开特征。结果表明:可基于平截面假定计算该类组合梁正截面的承载力,该类组合梁的平均裂缝间距取决于下弦钢管外径及下弦二钢管截面面积之和与截面有效受拉混凝土面积的比值。提出了与试验结果吻合良好的裂缝宽度和刚度计算公式。     

内置钢箱—混凝土简支组合梁受力性能试验

针对内置钢箱-混凝土组合梁单位长度钢箱与混凝土的接触面积相对较小,且钢箱对其腹板两侧的混凝土无法形成如内置H型钢对其腹板有效约束这一特点,完成了5根内置钢箱-混凝土简支组合梁试验,获得了这类梁正截面承载力、裂缝分布与开展、变形发展及破坏特征等方面的试验数据.试验结果表明:这类梁正截面承载力可采用基于平截面假定计算的正截面受弯承载力计算公式中引入折减系数来考虑.给出了符合内置钢箱-混凝土组合梁自身特点的裂缝宽度及刚度计算公式.     

预应力型钢混凝土梁火灾下抗弯承载力计算

基于对常温下预应力型钢混凝土梁承载性能研究的基础,利用等效截面法建立了预应力型钢混凝土梁在火灾高温作用下的正截面抗弯承载力简化计算方法,并针对试验梁进行了计算分析,得到了基于标准升温情况下的正截面抗弯承载能力与升温时间的全过程关系曲线。由全过程关系曲线显示,随着标准升温时间的增加,预应力型钢混凝土梁的正截面抗弯承载能力逐渐退化。将试验梁抗弯承载力的试验值与理论计算值进行了对比分析,理论计算值比试验值偏小,相对误差为6.9%。     

钢-混凝土组合梁截面刚度的分析

建立了考虑钢梁与混凝土板之间的滑移效应以及截面的塑性发展对钢-混凝土组合梁截面刚度影响的组合梁刚度计算模型,进行了理论推导.应用偏心板单元和偏心连接单元编制了钢-混凝土组合梁非线性有限元分析程序NACB2.0,利用NACB2.0及ANSYS进行了组合梁非线性分析,计算了组合梁在各级荷载下的挠度值,确定了组合梁的弹性截面刚度和塑性截面刚度,得出了截面刚度计算公式,并与规范中的换算截面法和现有的试验结果进行了对比.结果表明:滑移效应及塑性发展在一定程度上使组合梁的截面刚度比按照换算截面得到的刚度低,不可忽略;理论分析和推导与试验结果吻合很好.     

预弯组合梁截面抗弯承载力计算方法的再研究

为简化现行标准中预弯组合梁抗弯承载力计算方法,基于塑性理论,对塑性抗弯承载力计算方法进行推导,并从安全性出发,最终提出了一种预弯组合梁的抗弯承载力简化计算方法.采用该简化计算方法、现行标准的弹塑性计算方法及塑性计算方法分别对7根试验梁的抗弯承载力进行计算,采用通用有限元软件Abaqus对预弯组合梁进行非线性有限元分析,...     

简支叠合梁抗弯性能非线性分析

为了准确分析复和材料叠合梁的受弯全过程,考虑到组成叠合梁的各种材料非线性本构关系,基于经典层合理论和有限元基本思想,建立了一种新型层合梁单元,得到了该种类型单元的刚度方程.采用分步加载法进行了钢-混凝土组合试验梁及碳纤维加固混凝土梁在竖向荷载作用下的受弯全过程分析,经过试验验证,复合梁挠度的计算值与试验值有较好的一致性.     

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-混凝土组合梁纯扭及复合受扭性能

为了研究钢-混凝土组合梁的扭转性能,对5根新型外包钢-混凝土组合梁进行了纯扭和复合受扭试验,研究了组合梁在纯扭和复合受扭作用下的破坏形态、工作机理以及裂缝开展分布的情况,比较分析了组合梁扭矩-扭率、荷载-应变、弯矩-挠度、荷载-裂缝开展之间的相互关系。通过对组合梁受扭性能的弹塑性理论分析,提出了在组合梁纯扭及复合受扭作用下的开裂扭矩计算公式;采用变角空间桁架模型,提出了该新型组合梁在纯扭及复合受扭作用下的极限扭矩计算公式。结果表明：理论公式计算结果与试验结果吻合良好,为评估结构的安全性及稳定性提供了依据。     

深孔钢闸门组合截面主梁应力计算方法

为了解决以往深孔钢闸门主梁弯曲正应力沿用细长梁理论其计算结果偏于危险,而有限元法计算工作量大且复杂的问题,因此,基于弹性理论,推导出了均布荷载作用下工字型截面梁纵向纤维挤压应力计算公式,以及考虑纵向纤维挤压和剪切翘曲影响的弯曲正应力计算公式,并提出了组合截面薄壁深梁的判定准则,并以有限元数值模拟结果为准对各种弯曲正应力解析计算方法进行了评价.结果表明:已有解析法误差较大,不能准确揭示组合截面薄壁深梁弯曲正应力的变化规律;而所提方法考虑了剪切翘曲及层间挤压的双向应力状态影响,计算结果精度较高且适用范围更广.     

组合梁负弯矩区截面抗剪强度试验研究

本文通过五根外伸梁及一根二跨连续的组合梁负弯区抗剪试验,解释了负弯区截面抗剪强度比塑性计算值有所提高的原因。并通过力比、剪力比的参数变化分析了负弯区截面的强度破坏情况及极限荷载、使用荷载限值。同时,还提出了负弯区强度破坏与局部屈曲破坏间的界线,连续梁负弯区极限抗剪能力对弯距调幅的影响等问题作了初步分析。     

ECC/钢筋混凝土叠合梁正截面受弯承载力试验与理论研究

为了探究ECC/高强钢筋混凝土叠合梁的正截面受弯特征,以及ECC层厚度对叠合梁整体受弯性能的影响,做了两组共5根梁试件的正截面受弯试验。发现与高强钢筋混凝土梁相比,叠合梁的承载力更高,相同荷载下的挠度值和最大裂缝宽度较小。在受弯全过程中其截面应变仍符合平截面假定,钢筋与ECC也可以实现协调变形,说明受拉区使用ECC可以使得高强钢筋的应力得到充分发挥。但ECC层厚度过大可能会使叠合梁发生脆性破坏。进一步地,在此研究的基础上,对已有ECC的本构模型进行简化,忽略其应力强化贡献,并运用叠加原理,提出一种用于计算ECC/钢筋混凝土叠合梁正截面受弯承载力的方法,将计算结果与试验结果及诸多文献结果进行比较,发现吻合度较高。     

二次受力条件下RC梁外贴碳纤维布抗弯承载力计算方法

根据目前工程结构加固的实际情况,以及碳纤维增强复合材料（CFRP）加固钢筋混凝土梁的理论和实验研究结果,分析了二次受力对加固梁的抗弯承载力影响,提出了二次受力条件下碳纤维布加固梁的抗弯承载力计算方法。给出了界限加固量及最大和最小加固量的计算公式。     

HRB500级钢筋混凝土梁受弯刚度试验

为了进一步研究高强钢筋混凝土梁的刚度计算方法,进行了15根HRB500级钢筋混凝土简支梁及2根HRB335级钢筋混凝土对比梁的试验,详细分析了HRB500级钢筋混凝土梁的受弯性能。结果表明：HRB500级钢筋混凝土简支梁正截面符合平截面假定,实测挠度比现行规范计算值略大,相对误差在6%左右,根据该试验和收集的部分高强钢筋混凝土梁的试验数据分析结果,提出了修正后适合HRB500级钢筋混凝土梁的刚度公式,且采用该修正后的公式计算HRB500级钢筋混凝土梁的跨中挠度具有更高的精度。