钢-混凝土组合梁变形计算综述

阐述了钢-混凝土组合梁变形计算的理论发展、研究现状及不同方法的优缺点,并对典型研究成果进行了概括论述,为组合梁变形计算研究提供了参考.     

考虑滑移效应的钢—混凝土组合梁的挠度计算

钢梁与混凝土之间的相对滑移效应使钢与混凝土组合梁变形增大。采用折减系数的等效刚度所计算的梁的挠度考虑了滑移效应对组合梁变形的影响，与实验结果吻合良好。     

考虑滑移效应的钢-混凝土简支组合梁截面优化设计

以钢-混凝土简支组合梁造价为优化目标函数,在计算组合梁的变形时考虑了滑移效应对刚度的折减,采用复形法作为优化算法,用Matlab语言编制了计算程序.对一简支组合梁算例进行了截面优化设计,效果较好.所用的方法可推广应用于钢-混凝土简支组合梁的工程优化设计.     

考虑滑移效应的钢—混凝土组合梁弯曲应力计算

通过材料力学原理,推导出在均布荷载作用下的简支组合梁交界面相对滑移的理论计算公式,进一步得出挠度变形以及弯曲曲率的计算公式,讨论了滑移效应对弯曲应力的影响,为进一步的理论研究提供了依据。     

滑移效应对钢-混凝土组合梁弯曲强度的影响及其计算

在采用栓钉等柔性抗剪连接件的钢-混凝土组合梁的交界面上存在相对滑移变形,它不仅使梁的挠度增大,而且还使组合梁截面的弹性抗弯强度减小,现行换算截面法尚未考虑这一不利影响.本文通过滑移效应对组合梁抗弯强度影响的试验和分析,建立了考虑滑移效应的弹性和极限抗弯强度计算公式.结果表明,考虑滑移效应的弹性弯矩计算值与实测值吻合较好.考虑强度极限状态时钢梁部分截面进入强化阶段的有利影响,滑移对极限抗弯强度的影响可以忽略不计,对于完全剪力连接和横向配筋率不小于0.6%的组合梁,按照简化塑性理论的等效矩形应力模型得到的极限抗弯强度计算值与实测值吻合良好.     

考虑界面滑移效应的组合梁自振频率计算的修正折减刚度法

为建立考虑界面滑移效应的组合梁自振频率实用计算方法,将静力折减刚度法与基于Euler梁模型的理论解析结果进行对比,揭示了静力折减刚度法计算组合梁自振频率的局限性。提出了组合梁自振频率计算的修正折减刚度法,拓展了静力折减刚度在动力计算中的适用范围,且有效统一了考虑滑移效应的组合梁静、动力分析中刚度的计算。基于4根跨度3.8m的简支钢-混凝土组合梁的模态试验结果,对修正折减刚度法进行了验证,结果表明：相比于静力折减刚度法,修正折减刚度法在组合梁自振频率计算中的适用范围更广,且计算精度更高;修正折减刚度法的计算精度与解析公式较为接近,且该方法是通过对广为接受的静力折减刚度法进行修正而得到,相比于解析方法更易被工程设计人员接受。     

影响钢-混凝土组合梁挠度计算的几个因素

组合梁在正常使用阶段的挠度设计一般采用线弹性计算方法和挠跨比允许值进行验算 ,容易忽视组合梁钢梁屈服的影响。分析了影响组合梁挠度计算的钢梁底部应变、钢梁翼缘与混凝土之间的滑移、残余应力、钢梁的局部屈服等因素 ,讨论了挠跨比允许值、跨高比、滑移以及残余应力和施工荷载对挠度计算的影响 ,在进行组合梁的挠度验算中 ,必须考虑钢梁潜在屈服的因素     

考虑滑移影响的钢-混凝土组合梁的刚度

按照《钢结构设计规范》（GB50017—2003）计算组合梁考虑滑移后的折算刚度时,会遇到栓钉数量增加,刚度反而下降的现象。本文提出了新的折算刚度表达式,引入了钢与混凝土的组合作用系数来表征钢和混凝土轴压刚度通过抗剪件的作用而形成的组合作用的程度,采用考虑滑移影响的组合梁计算理论,求出了均布荷载下简支梁挠度的表达式,得到精度很高的简化计算公式,考察了栓钉抗滑移刚度值的确定方法,通过简单的分析,本文提出了折减刚度的计算公式,并与试验结果对比。将本文公式与规范计算公式和试验结果的对比,建议公式的误差更小,且公式更加简单,物理意义更加明确。     

简支钢-混凝土组合梁挠度计算方法的探讨

实际工程中,刚度大小往往成为组合梁设计的控制因素,准确计算组合粱的挠度显得十分重要.文章介绍一些主要的挠度计算方法,指出各方法的思路及优缺点.提出今后关于组合梁挠度方面有待探讨的问题.     

滑移效应对木—混凝土组合梁抗弯刚度的影响分析

木-混凝土组合梁是在木结构和混凝土结构基础上发展的一种新型结构构件,其通过剪力连接件将木梁和混凝土翼板连接成整体共同受力,木梁受拉,混凝土翼板受压,剪力连接件传递交界面上的纵向剪力。文章在试验研究的基础上,结合数据分析,考虑交界面相对滑移对组合梁抗弯刚度及抗弯承载能力的影响,推导了组合梁在均布荷载、两点对称荷载及单点集中荷载工况下的抗弯刚度和挠度计算公式。同时提出了考虑滑移效应影响的组合梁弹性抗弯承载力的计算公式,并将计算结果与试验结果进行比较,吻合良好。     

钢板-混凝土组合简支梁的试验研究

对8根钢板-混凝土组合简支梁进行试验研究与承载力分析,量测并分析试件的荷载、挠度及应变,观测试件的裂缝发展情况。试件的破坏形态包括弯曲破坏、钢板剥离破坏及混合破坏等形式。试验表明,若合理地配置栓钉连接件,钢板和钢筋混凝土可以形成组合截面共同工作,试件呈现出典型的弯曲破坏方式,有良好的承载能力和延性性能。对钢板-混凝土组合梁的开裂荷载、极限抗弯承载力及钢板剥离承载力进行理论分析计算,计算结果与试验结果吻合良好。     

简支槽形钢-混凝土组合梁的试验研究

槽形钢-混凝土组合梁是近年来提出的一种新型下承式桥梁结构。对截面尺寸几何比例为1∶3、构件长度比例为1∶4的简支单线槽形组合梁模型进行两点对称加载的静力试验。对槽形组合梁的抗弯承载力、刚度、应力和裂缝分布特征等基本受力性能开展研究。试验结果表明,通过栓钉连接,试验模型中钢板与混凝土的协同工作性能良好,最终破坏时,表现出较明显的弯曲破坏形态。梁上翼缘的侧向水平位移整体形态为支座处外张,中部内收,但其最大值远小于梁跨中的竖向挠度,表明该模型截面具有良好的抗扭性能。钢梁底板纵向应力沿板宽的分布表现出一定的剪力滞现象,混凝土底板的剪力滞效应不及前者明显。采用截面分析法对模型梁的承载力和变形进行计算分析,其结果与试验结果吻合良好。此外,通过抗弯承载力分析表明,槽形钢-混凝土组合梁的极限抗弯承载力不能套用全截面应力的矩形图分布模式进行计算,应考虑适当折减。     

Test of shear transfer enhancement in symmetric cold-formed steel-concrete composite beams

An experimental programme was conducted to study the strength and behaviour of a bent-up tab shear transfer enhancement. Sixty eight push-out test specimens of cold-formed steel lipped channel sections (CFS) embedded in concrete planks which make use of the new proposed shear transfer enhancement called bent-up triangular tab shear transfer (BTTST) were tested in this programme. This paper summarises the results of the experimental study and develops an expression in order to predict the innovative shear transfer enhancement mechanism, BTTST in a new type of precast composite beam comprising CFS embedded in a precast concrete plank. The results show that specimens employed with shear transfer enhancements increase the shear capacities of the specimens as compared to those relying only on a natural bond between cold-formed steel and concrete. In this investigation, BTTST provided better performance in terms of strength. Furthermore the effects of different angles and sizes for BTTST, different thickness for CFS and different strengths for concrete are also discussed. It is concluded that the proposed shear transfer enhancement has sufficient strength and is also feasible.     

钢-混凝土组合梁挠度计算的修正换算截面法

修正换算截面法计算组合梁挠度的关键是求修正截面刚度ξEIeq中的截面刚度修正系数ξ,为此利用文献[1]考虑滑移效应的组合梁挠度理论计算公式,对4种典型荷载作用下组合梁截面刚度修正系数ξ进行了计算,结果表明:荷载形式对截面刚度修正系数ξ的影响很小,均布荷载作用下求得的截面刚度修正系数ξ可用于计算其他荷载作用下组合梁的挠度。根据7200根样本梁在均布荷载作用下的截面刚度修正系数ξ值的分析,得到了影响组合梁截面刚度修正系数ξ的关键参数λl,并以λl为变量,回归得到了截面刚度修正系数ξ的计算公式。通过变化设计参数对截面刚度修正系数ξ的影响分析,得到抗剪连接程度参数的变化对截面刚度修正系数ξ的影响最大,而混凝土强度等级和翼板宽度的变化对截面刚度修正系数ξ基本没有影响,由回归公式计算的截面刚度修正系数ξ值与理论公式、《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)公式计算的截面刚度修正系数ξ值随各设计参数变化规律相同。与试验结果对比表明,截     

钢——混凝土组合梁的侧向扭转屈曲

通过对工字型钢-混凝土组合梁劁向失稳形式的理论分析,提出工字型组合梁稳定性分析的计算模型,并根据计算模型推导了组合梁负弯矩区受压下翼缘劁向屈曲的临界弯矩,然后通过与现行工字型组合梁的稳定理论和计算方法比较,确定了工字型组合梁负弯矩区稳定设计的修正方法和建议意见。     

混凝土翼板开洞钢-混凝土组合梁的试验研究及刚度分析

对9根混凝土翼板开洞的钢-混凝土组合梁进行了试验研究,试件变化的参数主要为洞口的大小及位置。试验表明,根据不同的荷载工况和洞口位置,翼板开洞组合梁有两种不同的破坏形式。针对不同的洞口特征参数,对多种荷载工况下组合梁的刚度进行了研究,得到了考虑滑移效应的混凝土翼板开洞钢-混凝土组合梁的刚度计算公式,计算结果与实测值吻合良好,该方法可供设计参考。     

钢与混凝土组合梁的挠度计算公式分析

对我国现行国家标准GB 50017-2003钢结构设计规范中钢与混凝土组合梁的挠度计算公式进行了分析,根据该规范建立的符号体系,推导了换算截面的形心轴距梁底的距离和组合梁的换算截面惯性矩的表达式,为从事钢结构工作的设计及施工人员理解规范以及进行设计提供了指导。     

Creep behaviour modelling of a composite steel-concrete section

Long term behavior modelling of steel-concrete composite beams requires the use of the time variable and the taking into account of all the sustained stress history of the concrete slab constituting the cross section. In this context, a research contribution of the time-dependent behavior of composite sections under the creep influence of a concrete slab is presented in the present work. The concrete creep influence upon the composite section strength is taken into account as part of the concrete linear viscoelasticity. Thus, by considering the assumption of a complete composite connection made up of a steel beam and concrete slab, with no slip at the interface, and owing to the irreversible law of concrete, we obtain an analytical model, based upon a system of two differential linear equations governing the long term behavior of composite beam cross sections in bending. Results obtained from the application of the suggested model to a steel-concrete composite beam are satisfactory.     

钢—混凝土组合梁单调静力性能有限元分析

利用ANSYS软件建立了钢—混凝土组合梁的有限元模型,并对其进行了非线性分析,通过与试验结果的对比验证了建模方法的正确性,在此基础上,分析了栓钉间距、有效预应力等参数对钢—混凝土组合梁静力性能的影响,以期为钢—混凝土组合梁的设计计算提供指导。     

预应力钢-混凝土连续组合梁的变形分析

对预应力钢-混凝土连续组合梁在正常使用极限状态下的变形计算进行分析。分析考虑钢与混凝土之间的滑移效应,建立简化计算模型,并在此基础上,提出混凝土支座开裂区长度以及预应力筋内力增量的计算公式,给出两跨预应力连续组合梁跨中挠度的计算图表。分析结果表明,两跨预应力连续组合梁变形计算公式计算正常使用极限状态预应力筋的内力值精度较高,不考虑预应力筋内力增量的变形计算值较试验值偏大,考虑预应力筋内力增量的变形计算值精度有明显提高,与试验结果吻合较好,可供工程设计参考。最后在两跨预应力连续组合梁变形计算公式的基础上提出预应力连续组合梁变形计算的通用方法。