组合梁的抗扭刚度分析

为研究钢-混凝土组合梁的抗扭刚度,在试验结果基础上,对钢-混凝土组合梁的抗扭刚度进行研究,分 别导出开、闭口组合梁在开裂前、从开裂到极限破坏、极限破坏三阶段的抗扭刚度计算公式;利用空间桁架模型理论,分析影响抗扭刚度的主要参数,并对计算值和实测值进行对比分析.     

波形钢腹板-钢管混凝土桁式弦杆组合梁抗扭性能研究

以波形钢腹板-钢管混凝土桁式弦杆组合梁为研究对象，开展抗扭性能试验和理论分析，并与波形钢腹板-钢管桁式弦杆组合梁和波形钢腹板-钢管混凝土弦杆组合箱梁抗扭性能进行对比；研究波形钢腹板-钢管混凝土桁式弦杆组合梁的扭曲破坏形态、截面类型、管内混凝土对组合梁抗扭性能的影响，并探讨波形钢腹板-钢管混凝土桁式弦杆组合梁抗扭承载能力计算方法。结果表明，波形钢腹板-钢管混凝土桁式弦杆组合梁可等效为闭口箱形截面。扭曲破坏形态为混凝土桥面板沿与梁轴线呈45°方向斜向开裂，且纵向钢筋发生屈服。管内混凝土对组合梁抗扭刚度和抗扭承载能力具有一定的贡献度。基于线性刚度叠加方法，提出钢管混凝土组合抗扭刚度计算方法。根据波形钢腹板-钢管混凝土桁式弦杆组合梁可能发生的四种扭曲破坏形态，提出波形钢腹板-钢管混凝土桁式弦杆组合梁抗扭承载能力计算方法，并将采用该文所提出的组合梁抗扭承载能力计算方法得到的理论计算结果与试验和有限元分析结果进行对比，误差不超过8.5%。     

钢-混凝土组合梁的受扭试验与分析

为了研究钢-混凝土组合梁的抗扭性能,完成了4根不同配箍率的组合梁纯扭试验,借助结构分析软件,采用三维8结点实体单元的有限元模型,对组合梁纯扭试件在弹性阶段的变形、截面应力分布情况进行了分析。试验和分析结果表明:受扭承载力主要由混凝土翼板提供,翼板的截面尺寸是影响极限承载力的主要因素,其中翼板厚度对组合梁受扭承载力的影响更为显著;而配箍率对组合梁受扭承载力的影响并不大。其它条件相同时,当配箍率为0.54%左右时,组合梁受扭承载力将达到最大。提出了组合梁弹性抗扭刚度计算公式和开裂扭矩计算公式;本文采用变角空间桁架模型,并结合已有的试验成果,提出了可供设计参考的极限承载力计算公式。公式计算结果与试验值吻合良好。     

矩形闭口钢骨混凝土构件抗扭刚度的分析

为研究矩形闭口钢骨混凝土纯扭构件的抗扭刚度,通过ABAQUS对以配筋率为参数的3根构件进行了有限元分析,发现配筋率对构件开裂后抗扭刚度的影响更明显.通过分析钢骨混凝土构件的扭矩-扭率曲线,可将构件的整个受力过程简化为3个阶段.基于钢筋混凝土构件、钢-混凝土组合梁的抗扭刚度计算理论和方法,同时考虑了有限元分析结果,对构件各阶段的抗扭刚度进行理论计算,将计算值与模拟值比较,吻合良好,验证了公式的正确性,可为下一步的研究提供参考.     

开口截面钢-混凝土组合梁受扭的试验分析

为研究钢-混凝土组合梁在不同加载方式下的受扭性能,完成了6根钢-混凝土组合梁的弯扭试验和纯扭试验,其中2根梁的扭矩直接作用于工字钢梁上,其余4根梁则由钢梁和混凝土翼缘板作为整体共同受扭。试验结果表明,当扭矩直接作用于钢梁上时,混凝土翼缘板通过栓钉对钢梁的扭转提供约束,从而使钢梁的抗扭承载力比纯钢梁的提高2倍以上。在试验参数相同时,混凝土翼缘板和钢梁作为整体复合受扭时组合梁的开裂扭矩及极限抗扭承载力比扭矩直接作用于钢梁时的分别提高86%和39%。分析了两种不同加载方式下钢-混凝土组合梁受扭和受弯承载力的变化。建立了扭矩直接作用于钢梁上时极限扭矩的计算模型及计算公式。对整体受扭时组合梁的弯矩相关性进行了分析,并建立了相关曲线公式。计算结果与实测值吻合较好。     

H型钢混凝土梁受扭性能试验研究及理论分析

为研究H型钢混凝土梁的受扭性能,以不同种类型钢及不同配筋方式为研究参数,完成了2根钢筋混凝土对比梁,6根H型钢混凝土梁的纯扭试验,分析了试件的受力过程、破坏形态等,研究了H型钢混凝土梁独特的裂缝开展与分布规律。试验和分析结果表明,钢筋及型钢对试件的开裂扭矩的提高作用可忽略不计,但在一定程度上提高了试件的极限扭矩,且型钢能显著改善试件开裂后的变形性能和后期抗扭刚度。     

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.     

矩形型钢混凝土复合受扭构件抗扭刚度的研究

为研究型钢混凝土构件在复合受扭下的抗扭刚度,考虑型钢混凝土构件的轴压比、混凝土强度、配筋率、型钢尺寸4个影响因素,通过ABAQUS对6根构件进行分析得到型钢混凝土构件在复合受扭下的扭矩-扭率曲线,以钢筋混凝土结构理论、钢-混组合结构理论和空间桁架模型为基础,从构件开裂前,开裂后到构件达到屈服,屈服后到构件达到极限承载力这3个阶段去分别讨论构件抗扭刚度,并结合有限元分析结果,对构件各阶段的抗扭刚度进行理论计算,将计算值与模拟值比较,吻合良好,验证了公式的正确性,并为下一步的研究提供参考。     

箱形钢-混凝土组合梁的复合弯扭试验研究

为研究钢-混凝土组合梁的弯扭性能,完成了6根箱形组合梁的纯扭和弯扭试验,详述了在不同扭弯比下箱形组合梁的受力性能及破坏形态,对裂缝发展和应力的变化情况进行了分析,揭示了箱形组合梁在弯扭复合作用下,极限扭矩和极限弯矩会相应提高的机理。对组合梁扭型破坏和弯型破坏进行了对比分析,指出了根据传统的弯剪扭相关方程而得到的相关公式的不合理性,并给出了在复合弯扭和弯剪扭下的相关公式,得到的结论能为组合梁计算和分析设计提供参考。     

波纹腹板H形钢组合梁扭转性能试验研究

设计了扭转试验装置,对T形截面波纹腹板H形钢组合梁进行了扭转性能试验,研究波纹腹板H形钢组合梁在扭转作用下的扭矩-扭率特征曲线、各组成部分的应变发展及分布规律、混凝土翼板裂缝的发展与分布规律以及组合梁的受扭破坏形态。研究表明:由于波纹腹板具有褶皱效应,且其上、下部所受混凝土翼板与下翼缘的约束强弱不同,导致上、下部波纹腹板的变形不一致,在截面高度范围内剪应变分布不均匀,这与平钢腹板组合梁腹板剪应变分布均匀明显不同;波纹腹板容易发生翘曲变形,但翘曲应变较小;混凝土翼板裂缝小于45°,与钢筋混凝土构件受扭接近45°显著不同;通过理论分析推导出波纹腹板H形钢组合梁弹性抗扭刚度的计算公式,并与试验结果进行了对比。     

槽钢骨架型钢混凝土梁受扭性能试验研究

为研究配槽钢骨架型钢混凝土梁在扭矩作用下的受力性能,设计了4根配槽钢骨架型钢混凝土梁和1根普通钢筋混凝土梁对比试件,通过观察配槽钢骨架型钢混凝土梁在扭矩作用下的受力过程及破坏形态,探讨混凝土强度、配箍形式、缀条形式及其间距等对试件受扭承载力的影响。试验结果表明:截面配钢率对提高梁的开裂扭矩作用不明显,但槽钢骨架能显著提高试件的极限扭矩和后期抗扭刚度,还能有效改善构件的延性。最后提出配槽钢骨架型钢混凝土梁开裂扭矩和极限扭矩的计算公式。     

角柱在压弯剪扭复合受力下的延性

针对轴压比、相对偏心距的变化来研究混凝土框架角柱在压弯剪扭复合受力下的延性和试件在开裂时、屈服时及极限时的抗扭刚度 ,通过统计分析比较 ,对其受力性能进行总结 ,为实际设计应用提供理论依据。     

基于破坏线模型的离心钢管混凝土扭转极限承载力

在薄壁离心钢管混凝土构件扭转性能试验数据和离心钢管混凝土本构关系的研究基础上,针对离心钢管混凝土构 件在扭转性能试验塑性状态时钢管内离心混凝土发生约45°的脆性受拉破坏特性,提出了扭矩作用下离心钢管混凝土的 破坏线模型,由能量原理推出了管内混凝土的扭转刚度表达式,然后利用扭转刚度相等和边界条件将受压混凝土简化为 管内的等效螺旋加劲肋,提出了组合构件在纯扭转状态下极限承载力的简化计算公式。实例计算表明,本文提出的破坏线 模型其结果与他人研究成果和试验结果吻合较好。     

钢筋混凝土框架变梁中节点破坏机理研究

根据10个梁高不等的钢筋混凝土框架中节点试件在低周反复荷载作用下的试验结果,重点分析了该类非常规节点的破坏过程和破坏特点。试验结果表明：变梁中节点试件通裂阶段与极限阶段非常接近,试件达到通裂阶段后,剪切变形急剧增大,强度、刚度退化显著加剧,试件破坏时节点区斜裂缝主要集中在大核心区(柱与大梁构成的区域)平行对角线方向的2/3范围内,按常规节点设计的变梁中节点不能满足刚性节点的要求。在斜压杆机构和桁架机构的基础上,结合该类非常规节点核心区两侧梁高不等的特性提出变梁中节点的等效斜压杆破坏机理,并应用等效斜压杆机理对变梁中节点的受剪性能进行理论分析,计算得到的节点区剪应力-剪切变形曲线与试验结果吻合良好。     

输电塔主材扭转约束对交叉斜材面外承载力的影响

为了研究输电塔主材扭转约束对斜材面外稳定承载力的影响,采用真型塔试验对输电塔主材进行了扭转刚度的测量,利用ANSYS分析了主材尺寸对刚度的影响.并对两端偏心受压等边角钢建立有限元模型,考察了长细比、端部扭转刚度对角钢稳定承载力的影响,并与我国规范进行了比较.研究结果表明:随着主材截面尺寸增加,斜材受到主材的扭转刚度约束...     

不同束形配筋的预应力混凝土受扭梁的实验研究

根据预应力筋等效荷载的基本原理,提出一种折线螺旋束型的预应力混凝土受扭梁。对配有折线螺旋形预应力筋的混凝土受扭梁与通常配有纵向预应力筋的混凝土受扭梁进行了加载试验。结果表明,折线螺旋形预应力筋有效地推迟了预应力混凝土构件扭转裂缝的出现,提高了构件的开裂扭矩和极限扭矩,并保持一定的延性。     

钢筋混凝土U形截面梁扭转性能有限元分析

混凝土U形截面薄壁梁广泛应用于城市轨道交通及高架桥结构中,在双线单侧偏心荷载作用下承受扭矩作用,然而该类开口薄壁结构的受扭性能较差,因此需对其扭转性能进行研究。在4根固接钢筋混凝土U形截面梁纯扭矩作用试验的基础上,采用ABAQUS分析软件对试验梁建立有限元模型,分析其扭矩-扭转角曲线、裂缝的开展规律、钢筋应变特征及破坏模式。结果表明：U形截面梁出现弯曲裂缝和剪切裂缝,最终发生弯曲破坏（受拉区纵筋屈服,受压区混凝土压碎）,由跨中及支座截面的翘曲正应力决定;有限元模型对U形截面梁的开裂荷载、屈服荷载、极限荷载进行预测,并与已有试验结果对比,结果吻合良好。该建模分析方法可以可靠预测U形梁的开裂、屈服和极限扭矩,能够为后续钢筋混凝土U形截面梁扭转性能的变参数分析及结构设计提供参考。     

不同箱体形式混凝土密肋空心楼盖受力性能试验

为研究箱体形式对混凝土密肋空心楼盖受力性能的影响,设计制作了1块全现浇空心楼盖板带试件、1块明箱空心楼盖板带试件、1块暗箱空心楼盖板带试件,对3个试件进行静力试验,得到了各试件的破坏形态、荷载 钢筋应变曲线、荷载 混凝土应变曲线、荷载 跨中位移曲线,并对各试件开裂弯矩、极限弯矩进行对比分析。结果表明:预制混凝土箱体与现浇肋梁协同受力性能良好,全现浇板带试件与装配整体式板带试件刚度基本一致;由于现浇肋梁与预制混凝土箱体新旧混凝土结合面相对薄弱,以及板底钢筋不连续,明箱、暗箱空心楼盖板带的开裂弯矩和极限弯矩均低于全现浇空心楼盖板带;各试件开裂弯矩和极限弯矩的计算值与试验值吻合较好。     

折线螺旋束型布筋的PC框架边主梁的研究与设计

介绍了折线螺旋束型布筋的预应力混凝土框架边主梁及普通钢筋混凝土框架边主梁的对比荷载试验。试验数据分析表明,折线螺旋束型的预应力筋可以有效地提高边主梁的开裂扭矩,在出现斜裂缝后预应力抗扭筋仍然可以有效地工作。给出了折线螺旋束型布筋的预应力梁的抗扭极限承载力的计算公式,并通过工程实例,提出一种在框架边主梁中设置折线螺旋束型的预应力筋以承受次梁传来的协调扭矩的设计方法。