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.     

钢-混凝土组合梁的固有频率及其振型

为准确分析考虑剪切滑移效应的钢-混凝土组合梁频率及其振型,根据经典动力学的基本思想和粘结滑移理论,提出了钢-混凝土组合梁考虑剪切滑移效应的位移函数,基于能量法推导了考虑剪切滑移效应的组合梁自由振动方程并得出固有频率及其振型,解决了考虑钢-混凝土组合梁交界面剪切滑移的难题。通过室内试验对试验梁的频率及其振型进行测试,并基于ANSYS对钢-混凝土组合梁进行了仿真模拟分析,将试验梁的测量值、ANSYS仿真模拟分析值与理论解进行对比,结果表明:考虑剪切滑移效应求解钢-混凝土组合梁频率和振型的解析解是正确的,在实际组合梁工程中考虑剪切滑移效应十分必要。     

钢-混凝土组合连续梁抗弯性能

为了准确分析钢-混凝土组合梁的抗弯性能,考虑到钢-混凝土组合梁交界面处通过剪力连接件部分相互作用的特点,基于接触理论推导了一种新的复合梁单元有限元刚度方程。考虑到钢-混凝土组合梁交界面处的剪切滑移效应,在交界面上采用两种位移模式以模拟钢梁上缘和混凝土下缘的位移差。通过将计算结果与试验结果对比,表明该计算公式是合理可信的。利用复合梁单元能够有效计算在竖向荷载作用下组合梁的挠度、应变和交界面处剪切滑移应变差等指标沿梁纵向的分布,并且能直接分析栓钉对组合梁抗弯性能的影响,还可以将复合梁单元推广到变截面钢-混凝土组合梁和预应力钢-混凝土组合梁的计算中。     

混凝土强度对组合梁动力性能的影响

目的 研究混凝土强度对组合梁动力性能的影响,为实际工程中组合梁的混凝土强度选择提供理论基础.方法 基于ABAQUS有限元模拟软件对钢-混凝土组合梁进行模拟,将模拟结果与试验结果对比,验证有限元模拟方法的可行性.改变混凝土强度,研究其对组合梁在低周反复荷载作用下的滞回性能、刚度退化、耗能能力、钢梁与混凝土板间滑移等动力性能的影响.结果 受向下荷载时,随着混凝土强度的增大,组合梁的抗弯承载力、截面刚度、耗能能力、滑移都随着增大;受向上荷载时,混凝土强度改变对组合梁动力性能影响较小.结论 混凝土强度提高,组合梁具有较好的动力性能,当达到一定强度后,继续增大混凝土强度对组合梁动力性能的影响逐渐减弱.实际工程中应选取适合的混凝土强度,这样既满足强度要求又经济.     

开孔钢板连接件在梁桁体系组合梁中的性能

为了研究开孔钢板连接件在梁桁体系钢-混组合梁中的连接性能,通过粘贴应变片和架设位移计测得组合梁跨中截面应力和滑移,分析开孔钢板连接件对组合梁性能的影响。研究表明:开孔钢板连接件使得混凝土与钢桁架交接面的相对滑移量极小,组合梁跨中截面基本符合平截面假定,具有较优的连接性能。     

体外预应力钢-混组合梁长期滑移计算

针对现行规范中钢-混组合梁桥设计时界面滑移未计入混凝土收缩徐变效应的影响,在线性滑移和混凝土钢梁之间无掀起的假定下,推导综合考虑桥面板混凝土长期性能和施加预应力影响的体外预应力钢-混组合梁桥的滑移计算公式.通过对某一典型简支钢-混组合小箱梁黏结滑移的计算及结果比较,证明提出的方法及推导公式的正确性.参数研究结果表明,当考虑混凝土收缩徐变长期性能的影响时,钢-混组合梁的界面滑移会随着时间和预应力的增加而不断增加;简支组合梁的滑移量一般由中间向梁两端逐渐增大,在梁两端滑移量达到最大值.在预应力钢-混组合梁的设计中,除考虑预应力对组合梁变形有利的方面外,还应注意和控制预应力对组合梁界面滑移不利的影响.     

钢—混凝土组合梁变形计算的一般公式

本文对钢-混凝土组合梁附加挠度的影响因素进行了分析和讨论,在文献[1]的基础上提出了考虑滑移效应和部分剪力连接组合梁挠度计算的一般公式,并且与试验结果吻合良好。     

钢-混凝土连续组合梁负弯矩区裂缝宽度

为了完善钢-混凝土连续组合梁负弯矩区裂缝宽度设计的内容,在充分考虑混凝土开裂前后组合梁的受力状态和钢梁与混凝土接触面的相对滑移对裂缝宽度影响的基础上,根据钢梁和混凝土截面应力和应变的本构关系,推导出钢-混凝土连续组合梁负弯矩区裂缝宽度的理论计算公式,并进行了钢-混凝土组合梁裂缝宽度的试验研究.试验结果表明,在结构裂缝宽度容许范围内该理论公式计算结果与试验结果吻合良好.     

钢-砼组合梁考虑滑移时收缩徐变应力分析

对于工程中常用的钢-砼组合梁，根据组合截面平衡和变形协调条件，利用钢和混凝土材料的本构关系，建立了关于组合梁正截面内力的微分方程，在微分方程中考虑了钢和砼之间的相对滑移、组合梁连接件刚度、混凝土收缩和徐变的综合影响．然后采用差分法求解了简支组合梁在均布荷载作用下的应力历程，并对连接件刚度、环境相对湿度等参数做了分析，分析结果表明组合梁应力分布受环境相对湿度、连接件刚度的影响．     

倒三角形桁架组合梁负弯矩区滑移性能有限元分析

倒三角形桁架组合梁通过上弦杆焊接的开孔板连接件与混凝土翼板连成整体。利用Abaqus有限元软件,分析了钢-混凝土组合梁在负弯矩下的滑移效应,并通过改变混凝土翼板的宽度和长度进行对比分析。分析结果表明:滑移在加载点处接近为0,最大值并不出现在梁端;混凝土翼板长度对滑移的影响大于宽度对滑移的影响。     

小偏心受压型钢混凝土柱的承载力计算

基于极限状态时截面的应力分布和受力模型,本文提出了包含型钢和混凝土应变比βａ的实腹式型钢混凝土（ＳＲＣ）小偏心受压柱正截面承载力计算方法．     

钢筋混凝土构件设计中两个问题的商榷

钢筋混凝土基本构件设计中,有两个问题值得商榷:(1)双筋受弯构件、大偏心受拉构件以及大偏心受压构件的正截面设计问题中的常见做法是在基于截面等效受压区高度等于界限高度时截面纵筋总配筋量最少的认识下将截面设计成界限截面,但根据推导,界限截面并不是纵筋总配筋量最少的条件,而且设计成界限截面还会丧失截面的延性,降低构件的可靠度.(2)在受弯构件斜截面抗剪承载力计算中,由于规范没有给出简化斜截面的水平投影范围,导致许多设计师无法计算斜截面上的剪力,继而用斜截面始端对应的正截面上的剪力值代替斜截面上的剪力值,这在概念上是矛盾的;同时,在有分布荷载作用时,数值上也是夸大的.     

配筋梯度混凝土梁刚度实用计算方法

为探索由受压区采用高强高性能混凝土、拉区采用普通混凝土形成的配筋梯度混凝土受弯构件的变形性能,开展了三分点加载下该类简支梁试验.报道了配筋梯度混凝土简支梁截面应变与挠度试验结果,与仿真分析结果进行对比.基于试验结果,揭示了使用荷载下该类梁压区边缘混凝土平均应变与外荷载的线性发展规律,给出该类梁压区边缘混凝土平均应变综合...     

T形钢梁加强负弯矩区组合框架梁的试验研究

针对框架梁在梁端存在较大负弯矩及混凝土不能承受较大拉应力的状况,提出了在框架梁的负弯矩区段采用T形钢梁加强的组合框架梁模型。通过两个组合框架梁单层框架足尺模型的试验研究,得到新型组合框架梁的荷载-挠度曲线,截面应变分布曲线。从组合框架梁与一般组合梁的试验结果对比可看出,T形加强截面能有效提高梁的刚度,使框架梁刚度分布趋于合理。最后,提出并验证了按T形肋截断位置分成三段刚度不同的梁分析组合框架梁的方法。     

外贴碳纤维片材加固混凝土梁的延性分析

碳纤维片材(CFRP)具有轻质、高强度、耐腐蚀等性能，外贴碳纤维片材正成为一项越来越具有吸引力的混凝土结构加固技术．基于混凝土结构设计规范中抗弯设计计算的基本原理，提出了外贴碳纤维片材加固混凝土梁截面延性的计算方法，并讨论了其影响因素．结果表明，CFRP用量及其滞后应变是影响梁加固后延性的主要因素，加固梁的破坏类型不同，CFRP用量对延性的影响也不同．     

RPC材料的抗折强度尺寸效应研究

为了研究活性粉末混凝土材料（RPC）的抗折强度尺寸效应，采用3种试块测量RPC材料抗折强度。通过统计分析、数据拟合，并应用Bazant断裂力学尺寸效应理论分析RPC材料尺寸效应现象。结果表明：RPC材料试块的尺寸越小，其抗折强度越大，具有明显的尺寸效应现象；基于Bazant能量释放的尺寸效应和无切口情况下的尺寸效应分别在一定的尺寸范围内与试验结果吻合良好，但是不适用于全尺寸范围；本文提出的修正公式在全尺寸范围内都能较好反映RPC抗折强度．     

螺旋扭增强材料表面特征对锚固性能的影响

研究了拔出试验中P-S曲线反映的螺旋扭增强材料的粘结锚固机理。在P-S曲线上具有第2个更高的峰值是螺旋扭状增强材料粘结锚固性能的主要特征；节距对PS-曲线上的第1峰没有明显影响，随着节距增大，第2峰值减小、峰值的位置后移；材料横截面形态对于2个峰值均有影响，对于矩形截面，其横截面越扁，2个峰值越大。     

层合复合材料簧片单元弯曲力学性能

为提高空间可展铰链的运行稳定性和可靠性,减轻结构质量,研究了碳纤维增强层合复合材料簧片单元的弯曲性能.以衡量簧片驱动能力的应变能、稳态弯矩以及簧片自锁能力的屈曲临界弯矩为力学性能指标.分析了可折叠自展开的簧片单元在弯曲折叠过程中,复合材料铺层角度、铺层厚度和簧片截面半径对各性能指标的影响.研究结果表明:随着复合材料铺层角度的增加,簧片驱动能力增强,但其自锁能力基本不变;随着复合材料铺层厚度和截面半径的增加,簧片的驱动能力和自锁能力均增强;随着材料铺层角度、截面半径的增加,簧片的横截面出现截面变形现象且伴随微小回弹.研究结果对于空间簧片式铰链驱动性能的改进具有一定的参考价值.     

SRC-RC竖向混合结构转换柱截面配钢分析

以16根试件的低周反复荷载试验为基础,对SRC-RC竖向混合结构中的转换柱进行了截面配钢分析.结果表明:型钢的配钢率对转换柱抗震性能与基本力学行为存在较大影响,配钢率较大试件的位移延性系数较小,而承载力相对较大;配钢率越大,型钢分配到的剪力越大,转换柱的内力畸变越严重,变形能力越差;随着配钢率的增大,混凝土的损伤加快,转换柱的强度衰减更显著;型钢增强了截面的抗弯刚度,提升了试件的弹性侧移刚度,但对试件加载中后期的侧移刚度影响较小.通过理论分析与试验研究相结合的方式,确定了转换柱合理型钢截面的最大抗弯承载力,避免转换柱发生严重的剪切破坏,保证其具有可应用于工程建设的力学性能.试验数据与分析结果可为SRC-RC竖向混合结构的抗震设计与工程建设提供参考.     

加强型预应力混凝土管桩抗弯剪性能试验研究

为有效解决普通预应力混凝土管桩抗弯（剪）性能较差的现状,研发了主筋加强型预应力混凝土管桩,并进行抗弯及抗剪性能方面的原型试验研究.抗弯试验结果显示：非预应力螺纹钢筋的配置较大幅度提高了预应力混凝土管桩的抗弯性能,且原有预应力钢筋配筋率越低效果越明显,但抗裂性能没有明显改善;螺纹钢筋的配置明显减小了桩身裂缝的长度和平均宽度,裂缝分布范围及数量有一定程度的增加.2种类型管桩的主要应力均位于跨中纯弯段内,裂缝出现以前跨中界面应变基本符合平截面假定,裂缝出现后中性轴上移.抗剪试验显示：非预应力螺纹钢筋的配置改变了桩身的应力和裂缝分布规律,较大幅度减小了管桩在剪力作用下的变形量,但抗剪承载力提高程度取决于原有预应力钢筋配筋率.对比试验结果说明此创新型管桩在抗弯及抗剪性能方面的优势是明显的.