薄壁箱形梁桥约束扭转下翘曲、畸变和剪滞效应的空间分析

本文用一般杆系结构刚度法原理,通过对普通杆件增加四个节点位移未知量,推导出了约束扭转下翘曲、畸变和剪力滞效应的箱形梁空间单元刚度矩阵和均布荷载作用下的等效节点力向量计算式,使箱形梁桥结构分析可按一般杆系结构刚度法进行,减少了计算自由度和简化了许多数据准备,数据分析工作.     

钢-混凝土组合梁界面滑移与剪力滞耦合效应分析

通过定义组合梁截面翘曲位移函数和广义相对滑移函数,利用最小势能原理和变分方法,推导了组合梁在受到相对滑移和剪力滞耦合效应时,其挠度、相对滑移、剪力滞系数的计算通式,并进一步给出了简支钢-混凝土组合梁在均布荷载作用下挠度、相对滑移和剪力滞系数的解析解.分析结果表明:组合梁挠度和剪力滞系数都与相对滑移量和混凝土板最大转角位移差无关,而与相对滑移趋势以及相对转动趋势成正比;相对滑移受到翘曲位移函数的影响.本文计算结果与有限元法结果吻合良好.     

考虑滑移效应的钢-煤矸石混凝土组合板有限元分析

煤矸石是一种煤炭开采过程中产生的伴生废料,将其破碎为骨料配置成混凝土可有效缓解煤矸石堆积造成的环境影响并可产生可观的经济效益,由于煤矸石混凝土各方面性能差于普通混凝土,故考虑使用钢-混凝土组合结构,使煤矸石混凝土充分发挥其材料性能。为研究钢-煤矸石混凝土组合板的力学性能,采用ABAQUS有限元模拟软件建立钢-煤矸石混凝土组合板有限元模型,通过采用不同接触形式、对其受弯性能进行研究。研究结果表明,对于钢-煤矸石混凝土组合板,钢板与混凝土间的滑移无法忽略,若不考虑滑移,将高估其受弯性能。     

波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁扭转与畸变研究进展

有别于传统的混凝土箱梁,波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁是一种较为新颖的桥梁上部结构形式,这种箱梁结构在偏心荷载作用下产生的扭转与畸变效应相对显著。为阐明这种箱梁的扭转与畸变特性及其研究现状,通过对大量文献的调研与实桥调查,系统介绍了箱梁扭转与畸变效应的计算理论（包括抗扭刚度）、扭转承载力、内力增大系数、横隔板的设置等方面的研究进展情况。研究表明,采用Umanski第二理论和弹性地基梁比拟法分别计算这种箱梁的扭转与畸变效应在理论上是可行的,但其工程适用性还需进行进一步检验。另外,我国在扭转承载力研究方面还较为欠缺,而在内力增大系数、横隔板的设置等方面尽管已经取得了一些成果,但还缺乏较为一致的结论。在充分考虑箱梁自身受力特性的基础上,加强波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁扭转与畸变的研究,可为完善其设计方法奠定理论基础与提供更有力依据。     

钢-混凝土组合梁扭转的组合作用分析

在试验及理论分析的基础上,对开口截面钢-混凝土组合梁在扭转中的组合作用进行研究。组合梁在扭转中,即使是纯扭作用下,截面上仍存在组合作用,分析时不能忽略混凝土翼板和钢梁间的相互约束作用,否则会低估组合梁的抗扭能力。钢梁自身的抗扭作用很小,钢梁对组合梁扭转的贡献在于,它向混凝土翼板提供了纵向约束。在钢筋混凝土变角软化桁架模型(RA-STM)的基础上,通过引入平截面假定,以考虑组合梁扭转中的组合作用,建立适于分析开口截面钢-混凝土组合弯扭性能的三维桁架模型:在弯扭作用下,组合梁截面各单元分别处于一维应力状态(体系1)和二维应力状态(体系2),体系1用来抵抗由弯矩和扭矩引起的截面纵向应力,体系2用来抵抗由扭矩引起的截面剪应力,两者通过截面的纵向应变协调和内力平衡条件联系起来。所分析内容充分满足平衡条件、变形协调条件和材料本构方程。计算结果与试验结果吻合良好。此外还简要评价了现有的组合梁极限扭矩计算公式的不足。     

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.     

预应力钢-混凝土组合粱双向楼板的

利用非线性有限元方法,对预应力钢-混凝土组合梁单向楼板和双向楼板进行了空间受力全过程分析,并通过改变预应力筋配置进行了参数讨论.     

钢桁腹-混凝土组合箱梁畸变效应分析

为研究钢桁腹-混凝土组合箱梁的畸变效应,根据其结构特性和力学特性,考虑共同工作区对组合箱梁腹杆纵向刚度的贡献,提出一种更适用于该类组合箱梁的畸变扇性坐标分布模式。采用新畸变中心定义符合钢桁腹-混凝土组合箱梁畸变变形特征的畸变角,应用能量变分法建立畸变控制微分方程,并给出包含Krylov函数的初参数解。结合数值算例,分析钢桁腹-混凝土组合箱梁在均布畸变荷载作用下的畸变翘曲正应力,并通过有限元软件ANSYS验证所推导理论的正确性。通过改变腹杆壁厚、俯角等关键参数,探究其对畸变内力的影响规律。结果表明：按该方法揭示的钢桁腹-混凝土组合箱梁的畸变应力分布规律与ANSYS计算结果吻合良好;横向畸变框架刚度是影响此类箱梁畸变效应的主要因素,且其对钢腹杆几何特性参数较为敏感。     

波形钢腹板组合箱梁扭转及畸变效应关键影响因素研究

针对影响波形钢腹板组合箱梁畸变及扭转性能的因素进行有限元分析,着重研究了组合箱梁各构件几何参数、横隔板设置、断面形状变化及箱室布置等关键因素的影响,分析结果表明,上述因素对组合箱梁变形效应均有较大影响,并在此基础上提出了改善组合箱梁畸变及扭转性能的相应工程措施。研究结果表明:对于波形钢腹板组合箱梁,组合箱梁高度及波纹板平板宽度的增大对其抗扭性能不利,相应增大波纹板折叠角度及腹板倾斜角度能够有效的增强箱梁抗扭及畸变性能,同时设置合理数目的横隔板对增强波形钢腹板组合箱梁抗扭及畸变能力极为有利。     

钢-混凝土组合结构界面受力行为初探

钢-混凝土组合结构构件具有承载力高、塑性韧性好、防腐、耐火及防火性能好等诸多优点得到广泛应用。文章对钢-混凝土组合结构采用栓钉剪力连接件和开孔钢板PBL剪力连接件展开试验研究,对混凝土滑移量和应变进行监测分析。试验结果表明:采用栓钉剪力连接件的钢-混凝土组合结构极限承载力明显低于开孔钢板PBL剪力连接件下的钢-混凝土组合结构,前者破坏形态呈脆性破坏,后者延性效果优于前者,且界面受力行为体现在混凝土板裂缝形态上,充分发挥了界面粘结应力强度以及混凝土的抗压性能。     

双向钢-混凝土组合楼盖的设计及施工

近年来,双向钢-混凝土组合楼盖逐渐在大跨度结构体系中得到应用。与普通钢筋混凝土楼盖相比,双向钢-混凝土组合楼盖能提高延性和整体性能,并且降低结构高度、大大减轻结构自重和加快施工进度。针对工程设计和施工难点,介绍双向钢-混凝土组合楼盖的适用范围、尺寸选择、计算方法、节点设计、裂缝控制和施工方法,并结合工程实例进行较详细的...     

简支双向钢-混凝土组合楼盖的弹性分析

用梁格法、拟板法、有限元法对四边简支双向钢-混凝土组合楼盖弹性阶段的变形及内力进行分析。通过与试验结果的对比可以看出,拟板法和有限元法计算简支双向组合楼盖比梁格法更经济且计算结果更全面。改变梁格数及板厚跨比进行算例分析可知,拟板法可用于分析常见结构布置的简支双向钢-混凝土组合楼盖。     

钢-混凝土组合梁考虑界面滑移的振动模态试验研究

为研究钢与混凝土的界面滑移效应对钢 混凝土组合梁基本动力性能的影响程度和规律,进行了5根跨度3.8m的简支钢 混凝土组合梁的静载和振动模态试验,其中4根采用抗剪栓钉,剪力连接度分别为0.6、0.7、1.0和1.4,另1根采用能提供刚性抗剪连接的开孔钢板连接件。试验结果表明：在静载作用下,随剪力连接度的提高,组合梁的界面滑移减小,抗弯刚度显著增加。竖弯模态试验中,剪力连接度小于等于1.0的3根梁,其前4阶竖向弯曲模态频率与采用开孔钢板抗剪连接件的试验梁相比均有减小,最小减幅为9.8%,最大减幅达26%;剪力连接度为1.4的梁较开孔钢板连接件的试验梁,基频减小了6.1%,第2~4阶自振频率减小幅度均在10%以上,与连接度为0.6的梁相比,其基频增大了13.2%;试验梁的模态阻尼比随着剪力连接度的增大而减小。扭转模态试验中,各阶扭转模态频率差异程度在7%以内,变化规律不明显。由此可见,钢与混凝土板的界面滑移效应对组合梁竖向弯曲自振频率的影响不容忽视,在设计计算中须予以考虑。试验结果可为工程动力分析提供参考。     

钢-混凝土组合梁界面滑移及变形性能的试验研究

对5根密实截面钢-混凝土组合梁的变形性能进行了试验研究。试件全部采用简支,跨中两点对称单调静力加载,考虑抗剪连接程度及栓钉布置形式的影响。得到各种情况下组合梁界面滑移分布曲线及弯矩-挠度曲线,分析其变形性能。试验结果及理论分析表明,现行钢结构规范规定的组合梁挠度计算公式对部分剪力连接组合梁来说偏于不安全,提出了相应的计算公式。     

考虑滑移效应的钢-混凝土组合梁非线性有限元分析

即使是完全抗剪连接组合梁,混凝土板与钢梁之间仍存在滑移。在此提出考虑滑移效应的钢-混凝土组合梁的有限元分析方法,利用本方法计算了简支组合梁在不同剪力连接程度和各种均布荷载作用下的挠度、应力和滑移分布,并对计算结果和理论与试验结果作出了对比,证明本方法分析钢-混凝土组合梁的正确性和实用性,并得出了一些实用的结论。     

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.     

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。     

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。     

浅析钢-混凝土预制板组合梁的组合效应

同时对2根不同预留孔形的完全剪力连接与1根部分剪力连接的钢-混凝土预制板组合梁进行了试验研究,探讨了这类梁组合效应。试验结果表明:3根组合梁均具有良好的组合效应。     

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。