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-混凝土组合梁混凝土翼板开洞截面有效翼缘宽度分析

通过ANSYS软件对混凝土翼板开洞的钢-混凝土组合梁进行了分析计算,与试验结果的对比表明有限元计算结果可靠。通过有限元建模计算分析,探讨了混凝土翼板的正应力分布规律,并通过参数分析,提出了在弹性范围内钢-混凝土组合梁混凝土翼板开洞截面有效宽度的实用设计公式,并与试验测得的挠度及有限元计算挠度进行了对比。     

考虑滑移效应的钢-混凝土组合梁变形计算的折减刚度法

钢梁和混凝土之间的相对滑移效应使钢-混凝土组合梁变形增大.组合梁变形计算的现行换算截面法未考虑滑移效应,导致变形计算值偏小、偏于不安全.本文提出用折减刚度法考虑滑移效应对组合梁变形的影响,建立了刚度折减系数的简化实用计算公式.利用本文方法算得的组合梁在使用荷载作用下的挠度计算值与实验结果吻合良好.     

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。     

预应力钢-混凝土组合梁的刚度

建立了预应力钢 -混凝土组合梁考虑预应力筋在荷载作用下的内力增量和滑移效应的挠度计算模型及折减刚度的修正公式 ,计算结果与实测值吻合良好。建议的计算公式对预应力钢 -混凝土组合梁的设计具有实用参考价值     

集中荷载作用下钢-混凝土组合梁界面滑移及变形

报道了8榀集中荷载作用下钢-混凝土组合简支梁的滑移规律和变形的试验结果。利用Goodman弹性夹层假设,推导了钢-混凝土组合简支梁的界面滑移和挠度变形的理论计算公式。该理论公式既能描述组合梁的界面滑移规律,又可以计算界面滑移对组合梁变形挠度的影响。利用通用有限元软件对钢-混凝土组合梁的界面滑移与变形进行了非线性有限元分析,并将多项计算结果进行了比较。通过大量理论计算,探讨工程设计中合适的剪力连接度。本文所得的理论计算公式,将方便工程设计人员对钢-混凝土组合结构滑移和变形挠度进行计算,并为其极限承载力的有限元计算提供了理论基础。     

界面变形对钢-混凝土组合梁挠度影响的分析

为深入研究界面对钢-混凝土组合梁力学行为的影响,在以往Goodman弹性夹层假设基础上,引入界面柔度系数,考虑了界面变形引起的整体变形效应。在界面相对滑移本构方程基础上,通过组合梁力平衡方程得到了钢-混凝土组合简支梁在均布荷载作用下的挠度变形理论计算公式。算例结果表明,该计算公式能准确反映钢-混凝土组合梁变形,为钢-混凝土组合梁在正常使用极限状态下的挠度计算提供了一种新的可靠计算方法。结果还表明,界面刚度对整体变形影响较大,忽略界面变形的效应,组合梁挠度可能被低估。     

帽型截面钢-混凝土组合梁变形计算公式

考虑交接面相对滑移对帽型截面钢——混凝土组合梁变形的影响，在有关文献的基础上建立了交接面滑移微分方程，并得到了帽型截面钢——混凝土组合梁在跨中集中荷载、两点对称集中荷载及均布荷载作用下的挠度计算公式。     

木-混凝土组合梁受力性能试验研究

为了揭示木-混凝土组合梁受力性能,设计、制作了3根剪力连接水平不同的木-混凝土组合梁模型。通过静力加载试验,得到了荷载-滑移曲线、荷载-挠度曲线和组合梁跨中应变分布。研究表明:在相同荷载作用下,组合梁的交界面相对滑移、跨中挠度、承载力随着剪力连接度的降低而递减;随着荷载增加,交界面相对滑移量增大,组合梁不再符合平截面假定;传统抗弯刚度计算公式不再适用于组合梁,应给予适当折减。     

钢-混凝土组合梁的挠度计算方法研究

通过定义钢-混凝土组合梁的挠度放大系数,总结了不同计算方法得到的挠度放大系数计算公式,通过作图分析了各种计算方法的特点及适用范围。对比分析了不同荷载形式下两端简支梁以及不同边界条件下单跨组合梁受均布荷载作用时的挠度放大系数与精确解的误差;与已有试验结果对比发现改进折减刚度法得到的计算值与试验值吻合较好,表明改进折减刚度法可应用于单跨钢-混凝土组合梁的挠度计算,公式简单,计算方便,精度较高。     

滑移效应对钢-混凝土组合梁弹性应力的影响

在我国现行的GB 50017—2003《钢结构设计规范》中,采用换算截面法计算钢-混凝土组合梁的应力,由于没有考虑滑移效应的影响,计算结果与实测值有一定差距。在折减刚度法的基础上,推导了一种较简便的考虑滑移效应的组合梁弹性应力和屈服弯矩计算公式,并将所得的屈服弯矩与试验数据进行比较,发现公式的计算结果与试验数据吻合较好。根据刚度折减系数对组合梁截面屈服弯矩的影响,给出换算截面法和考虑滑移效应的组合梁截面屈服弯矩计算公式的适用范围。     

考虑收缩徐变影响的两跨钢-混凝土连续组合梁长期性能预测方法

为量化混凝土翼板收缩徐变对多跨钢-混凝土连续组合梁长期性能的影响,提出相应的预测方法,基于现有两跨连续组合梁长期试验结果对典型的组合梁设计方法进行适用性评述; 在此基础上,基于龄期调整的有效模量法并考虑混凝土的收缩徐变、开裂及组合梁界面相对滑移的综合影响,提出两跨连续组合梁长期中支座弯矩与跨中挠度的计算公式,并采用长期试验结果验证预测方法的可靠性; 进一步对比不同混凝土翼板类型(收缩徐变分布模型)对组合梁长期性能的影响。结果表明:采用龄期调整的有效模量法模拟混凝土徐变特征,考虑收缩产生的附加弯矩,采用折减刚度考虑混凝土开裂与界面滑移的影响,提出的两跨连续组合梁长期性能计算公式,可有效预测组合梁长期中支座弯矩分布与跨中挠度,计算结果与试验结果最大相差25.3%; 混凝土的收缩变形对组合梁长期性能影响显著,当不考虑混凝土收缩变形时,组合梁中支座弯矩与跨中挠度仅分别为试验值的41.1%和60.6%; 组合梁长期性能设计时,应根据楼板类型采用不同的收缩徐变模型,针对钢筋混凝土楼板采用均匀收缩、均匀徐变模型,针对组合楼板采用非均匀收缩、非均匀徐变模型。     

帽型截面钢-混凝土简支组合梁的滑移效应

由于帽型截面钢-混凝土组合梁交接面处不可能是完全刚性连接,在界面处发生水平滑移是客观存在的.本文在有关文献的基础上建立了滑移微分方程,并导出简支组合梁在跨中集中荷载、均布荷载作用下由于滑移效应引起的附加变形,从而得到简支组合梁的挠度计算公式。     

装配整体式预应力钢-混凝土组合梁负弯矩区开裂刚度研究

为量化连续组合梁负弯矩区由于混凝土板开裂而逐渐退出工作导致梁截面的抗弯刚度下降,对4根装配整体式预应力钢-混凝土组合梁、2根装配整体式钢-混凝土组合梁以及2根现浇预应力钢-混凝土组合梁进行静载试验,将试验得到的刚度值与折减刚度法以及采用美国《钢筋混凝土房屋建筑规范》中相关规定计算的刚度进行对比,结果表明:对于装配整体式预应力钢-混凝土组合梁以及现浇预应力钢-混凝土组合梁,由于预应力的存在提高了试件的开裂荷载,减小了混凝土在正常使用荷载作用下的开裂程度,从而导致开裂对其刚度的影响并不明显,采用仅考虑界面滑移的未开裂折减刚度计算值与试验值吻合较好;对于装配整体式钢-混凝土组合梁,美国《钢筋混凝土房屋建筑规范》中的相关规定考虑混凝土受拉刚化效应以及界面滑移效应的刚度计算值与试验结果吻合较好。     

基于三角级数解的钢-混凝土组合梁弹性弯曲变形计算方法

目前针对考虑界面滑移效应的钢-混凝土组合梁的弯曲变形计算公式缺乏广泛适应性,不便于组合梁结构设计。为此,采用三角级数构造组合梁弹性弯曲变形和界面滑移的位移函数,根据最小势能原理和变分法,推导了简支组合梁在不同荷载类型下的弹性弯曲变形和界面滑移的计算公式,进而得到考虑滑移效应的组合梁抗弯刚度和界面滑移值的统一显式解。通过与大量已有文献中的试验值和既有计算方法比较,验证了其有效性和准确性。结果表明：根据三角级数解推导出的钢-混凝土组合梁弯曲刚度计算公式简洁直观,物理意义明确,结果可靠,所提出的方法适用于精确计算正常使用状态下组合梁弯曲变形。     

钢-压型钢板混凝土组合梁计算的修正折减刚度法

由于滑移效应的影响 ,采用栓钉剪力连接件的钢 压型钢板混凝土组合梁的刚度和抗弯承载力均有所降低。本文在折减刚度法的基础上 ,建立了适用于钢 压型钢板混凝土组合梁的修正折减刚度计算公式 ,并进一步建立了考虑滑移效应影响的弹性抗弯承载力计算公式。公式计算结果与试验梁的实测值吻合良好     

考虑剪切变形的波形钢腹板组合梁的变形计算方法

结合波形钢腹板组合梁的刚度特征,考虑剪切变形的影响,对其挠度计算方法进行了较为系统的分析和研究。采用静力法和能量变分法,分别建立了考虑剪切变形影响时波形钢腹板组合梁的挠曲线微分方程。利用该挠曲线微分方程,得到了波形钢腹板组合梁在不同荷载作用下由剪切变形产生的跨中挠度的计算公式和短期折减刚度。通过将跨中挠度的理论计算值与有限元分析值进行对比,表明理论计算公式具有较高的计算精度。     

木-混凝土组合梁变形计算的修正折减刚度法

为得到木-混凝土组合梁弹性阶段弯曲变形的计算方法,基于钢-混凝土组合梁折减刚度法的研究思路,提出适用于木-混凝土组合梁挠度计算的修正折减刚度法,利用试验结果对此计算方法进行验证,并与钢-混凝土组合梁的折减刚度法进行对比。结果表明,相比钢-混凝土组合梁的折减刚度法,修正折减刚度法计算精度更高,能够较准确地反映木-混凝土组合梁的变形能力。当木-混凝土组合梁连接件单位长度刚度较大且跨度较大时,可以考虑采用折减刚度法近似计算木-混凝土组合梁挠度。     

考虑界面滑移的钢-混凝土组合梁的新解法

本文利用Goodman弹性夹层假设,可以考虑各种连接情况,通过引入轴向变形转角位移函数,推导了钢-混凝土组合梁在弹性范围内以挠度表达的平衡微分方程,得出了方程的通解和考虑界面滑移的挠度和轴向变形转角位移表达式,进而求出简支组合梁在集中和均布荷载作用下的内力和界面约束弯矩,以及混凝土板和钢梁截面内力和界面滑移量.     

钢-闭口型压型钢板轻骨料混凝土组合梁弯曲刚度研究

完成了8个钢-闭口型压型钢板轻骨料混凝土组合梁试件的静力试验,对组合梁弯曲刚度计算方法进行研究。分别介绍了换算截面刚度法、考虑滑移的刚度折减法及修正折减刚度法这三种目前常用的组合梁刚度计算方法,并采用刚度折减法和修正折减刚度法计算了8个组合梁试件的刚度及跨中变形,并与试验结果进行比较分析,最终根据分析结果对组合梁的刚度计算方法提出建议。