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-混凝土组合梁静动力响应

为了准确分析钢-混凝土组合梁的静力和动力响应,基于接触理论和有限单元法的基本思想,提出了组合梁单元的合理位移函数,推导了考虑剪切滑移效应的组合梁单元刚度方程,并结合动力学经典理论,给出了组合梁无阻尼状态下考虑交界面剪切滑移效应的各阶自振频率和振型计算方法。通过具体算例分析了钢-混凝土简支组合梁在竖向荷载作用下的挠度和交界面的剪切滑移应变差沿梁长的分布形态,并与试验结果进行了对比,结果表明:有限元解与试验结果基本一致,说明该有限元解是合理、可信的。利用上述刚度矩阵,基于经典动力学理论,计算了组合梁在考虑剪切滑移效应时的频率和振型,并与完全相互作用的结果进行了对比分析,说明在进行动力响应计算时应考虑剪切滑移的影响,为实际工程的设计提供了一种可靠的理论计算方法。     

腹板嵌入式组合梁抗弯性能理论和试验研究

提出了一种新型腹板嵌入式钢-混凝土组合梁,并对该组合梁的整体抗弯性能和抗剪性能进行了研究。首先阐述了腹板嵌入式钢-混凝土组合梁的构成、受力特点和主要优点,然后介绍了该组合梁的抗弯承载力、钢梁与混凝土翼板之间的滑移以及挠度计算公式。通过竖向荷载作用下的静力加载试验对4个腹板嵌入式钢-混凝土组合梁试件的抗弯承载力、滑移影响及破坏特征进行了足尺试验研究,并利用有限元方法对4个试件的试验结果进行了对比,最后将理论公式得到的腹板嵌入式钢-混凝土组合梁的抗弯承载力、滑移及挠度计算结果与试验及有限元分析的结果进行比较,验证了理论公式的可靠性。研究表明,腹板嵌入式钢-混凝土组合梁具有良好的整体抗弯性能及抗剪性能,能够节约钢材。     

不同剪力连接钢-混凝土组合梁试验及有限元分析

为探讨连接件对钢-混凝土组合梁在静载作用下的抗弯性能的影响,对四根不同剪力连接的组合梁进行试验,观察试件的受力性能、破坏形式,分析试件的荷载-位移曲线、荷载-应变曲线、荷载-滑移曲线等;并采用组合梁单元模型,对钢-混凝土组合梁进行了有限元分析。通过试验和数值分析可以发现,组合梁具有良好的延性,连接件的连接程度对组合梁的变形、承载力具有较大的影响,数值计算与试验结果较吻合。     

新型外包钢-砼T形截面组合梁滑移性能研究

在新型外包钢-砼T形组合梁中,交界面相对滑移是影响构件受力性能的一个重要因素。为研究其交界面相对滑移性能,通过3根足尺新型外包钢-砼组合梁的试验研究,得到组合梁不同截面的荷载-位移、荷载-滑移关系曲线。根据试验结果分析了新型外包钢-砼组合梁交界面相对滑移的发展过程和分布规律,从理论上建立了新型外包钢-砼组合梁交界面相对滑移微分方程,得到了组合梁交界面相对滑移量的计算公式,并通过试验数据对其进行验证,理论计算结果与试验结果吻合良好。     

底包钢—火山渣混凝土梁的试验研究及性能分析

本文介绍了底包钢火山渣混凝土梁的研究现状,分析了纵向配筋率,剪力连接件的布件方式、混凝土骨料及其强度对梁的性能的影响,提出了梁极限承载力的计算方法,推导出钢-混凝土交界面处滑移影响的挠度计算公式。根据试验结果,表明这种梁比普通钢筋混凝土梁具有更好的抗弯性能,它的使用不仅可保证结构安全可靠,还可以带来较好的经济效益。     

钢与混凝土组合梁交接面滑移及掀起的计算分析

介绍钢与混凝土组合梁计算分析方法,建立其分析单元模型,研制计算分析程序,研究钢与混凝土组合梁交接面的滑移、竖向掀起位移及连接件刚度变化对其影响等工作性能,为钢与混凝土组合梁设计提供理论依据。     

冷弯薄壁型钢-混凝土组合梁滑移性能的研究

利用ANSYS 有限元程序,考虑材料以及接触非线性,分析了冷弯薄壁型钢-混凝土组合梁型 钢与混凝土之间的滑移性能． 并建立组合梁的理论计算模型,计算滑移的理论值． 结果表明: 组合梁 的荷载形式对其滑移影响较大; 改变端板的设置情况仅对组合梁靠近端部处的滑移量有一定影响; 在剪切连接件设置间距不同的情况下,组合梁滑移量的ANSYS 模拟结果与理论计算模型积分值较 为接近．     

新型外包钢-砼组合梁滑移及变形性能的试验

为研究新型外包钢-砼组合梁的钢－砼交界面相对滑移及变形性能,设计4根不同剪力连接系数足尺简支梁,其中1根为完全剪力连接组合梁,其余为部分剪力连接组合梁。通过对4根简支梁的试验研究,得到组合梁的荷载-滑移、荷载-挠度关系曲线。根据试验结果分析新型外包钢-砼组合梁交界面相对滑移发展的过程和分布规律。利用有限元分析软件ANSYS,对组合梁的交界面相对滑移性能进行了非线性有限元分析,提出剪力连接系数的合理范围。在基于现行规范的基础上提出了组合梁跨中挠度的建议计算公式。把有限元模型和建议公式的计算结果与试验结果进行比较,三者吻合良好。     

钢-混凝土组合梁开孔钢板连接件受力性能的试验研究

通过一片带有双排开孔钢板连接件的钢一混凝土组合梁的两点对称加载试验,对交界面处混凝土板与钢梁的相对滑移、交界面处应变差、跨中截面的应变发展变化以及横向贯通钢筋的荷载一应变关系等进行了分析,进而研究了开孔钢板连接件的受力和抗滑移性能.结果表明,该连接件受力性能较好,抗滑移性能明显优于栓钉连接件.     

基于细观结构的沥青碎石封层路面力学行为分析

为了认识沥青碎石封层的力学行为与破坏机理,采用有限元软件建立沥青碎石封层细观结构二维有限元模型,分析在竖向荷载作用下封层内部细观结构应力、应变和位移的力学行为特性。分析结果显示：轮迹内侧边缘碎石竖向位移最大,偏转角度最小;相反,轮迹外边缘碎石偏转角度最大,并向两侧逐渐递减。沥青层内的水平应变主要为压应变,轮迹外侧沥青和胶浆层接触面上剪应变最大。黏结层的水平变形、剪切变形均不同程度大于沥青层,黏结层与胶浆层交界处具有最大等效Mises应力,易发生剪切破坏。胶浆层的中心主要为受压变形,胶浆层两侧边缘处主要表现为较高剪切变形。     

不同连接程度的钢-混凝土组合梁的试验研究

为探讨连接件对钢-混凝土组合梁在静载作用下的抗弯性能的影响,本文进行了三根不同剪力连接的组合梁试件的试验,观察试件的受力性能、破坏形式,分析试件的荷载-位移曲线、荷载-应变曲线、荷载-滑移曲线、滑移分布以及发展情况。试验研究与数值分析表明,连接件对组合梁的变形具有较大影响,不同连接程度的组合梁都具有良好的延性。此外,还对界面摩擦力的影响进行了初步的讨论。     

单层单跨组合梁钢框架刚度的分析

为研究竖向荷载作用下单层单跨组合梁钢框架的刚度,将组合梁钢框架中的梁简化为阶梯形变截面梁,进行参数确定;应用试验值验证ANSYS有限元程序分析组合梁钢框架的可行性,利用此程序进行组合梁钢框架的非线性分析,确定了组合梁钢框架在竖向荷载作用下的负弯矩区长度参数,从而建立了该组合梁刚度计算模型.采用等效原理,确定出竖向荷载作用下单层单跨组合梁钢框架的等效刚度计算公式,给出工程设计时刚度取值的建议,并与有限元分析结果进行了对比.结果表明:理论分析和推导与ANSYS有限元分析结果吻合很好.     

基于塑性理论的钢-混凝土组合连续梁桥柔性连接件分析方法

针对钢-混凝土组合梁剪跨区内均匀配置柔性剪力连接件数量的局限性,分析了基于塑性理论的可变荷载或偶然荷载作用下组合连续梁桥剪跨区交界面的剪力作用机理,提出组合连续梁桥的剪力连接件配置数量和方式应依据剪跨区重叠段的剪力上限值确定,研究结果弥补了相关规范的不足。     

简支叠合梁抗弯性能非线性分析

为了准确分析复和材料叠合梁的受弯全过程,考虑到组成叠合梁的各种材料非线性本构关系,基于经典层合理论和有限元基本思想,建立了一种新型层合梁单元,得到了该种类型单元的刚度方程.采用分步加载法进行了钢-混凝土组合试验梁及碳纤维加固混凝土梁在竖向荷载作用下的受弯全过程分析,经过试验验证,复合梁挠度的计算值与试验值有较好的一致性.     

考虑滑移和剪力滞的组合梁斜拉桥徐变分析

基于位移法,考虑纵向滑移及剪力滞的影响,结合Newmark几何模型和三次广义剪力滞位移分布模式,推导适用于钢-混组合结构的有限元平面梁单元模型.结合Kelvin复合黏弹性徐变模型,分析复杂桥梁结构.研究表明,混凝土桥面板中因存在徐变,成桥后结构将产生内力重分布,对桥梁后期的正常营运造成严重影响.对九江重建组合斜拉桥进行徐变分析,计算与实测结果吻合,验证了本方法的可行.     

装配式槽钢组合梁中开孔钢板连接件力学性能

为研究新型装配式双拼槽钢-混凝土组合梁中开孔钢板剪力连接件(PSP剪力连接件)的力学性能,设计7组标准试件并开展推出试验,对比分析不同参数PSP剪力连接件的受剪承载力和破坏模式。利用ABAQUS非线性有限元模型对PSP剪力连接件的破坏模式和受力机制进行数值模拟,并与试验结果对比验证计算结果的可靠性。在此基础上,进一步分析开孔钢板厚度、开孔直径、混凝土强度、穿孔钢筋及连接件间距对PSP剪力连接件力学性能的影响。结果表明：除10 mm厚度的PSP剪力连接件外,所有4 mm与6 mm厚度的PSP剪力连接件均发生明显弯曲变形,试件破坏时连接件周围混凝土均出现斜向裂缝;开孔直径和穿孔钢筋对受剪承载力和抗剪刚度影响较小,而增加开孔钢板厚度、混凝土强度能提高剪力连接件受剪承载力和抗剪刚度;对于双排PSP剪力连接件,增大连接件间距能够显著提高单排PSP剪力连接件平均承载力,当间距为250 mm时,单排平均承载力达到单个PSP剪力连接件的91.2%。根据试验及有限元荷载滑移曲线提出装配式双拼槽钢-混凝土组合梁中单个PSP连接件荷载滑移曲线计算公式,为装配式双拼槽钢混组合梁的设计提供参考。     

环氧胶粘结刚性铺装的正交异性桥面板力学性能

为了研究环氧胶在钢-混组合板中作为粘结层的适用性,以无配筋的超高性能混凝土作铺装层的钢桥面板为对象,采用环氧胶层连接两种材料,并考虑钢板表面处理不佳的涂胶情况,通过试验测试施涂效果欠佳的钢混胶接接头的抗剪强度,并采用该种环氧胶的施涂方式,设计制作一个足尺桥面板试件,进行受弯加载试验. 测试试件的变形、结构不同位置的应变响应以及极限承载力等,记录钢混粘结层的失效状态,并采用有限元方法对失效前的钢与混凝土之间粘结层的受力进行分析. 结果表明:该种环氧结构胶作为无配筋刚性铺装钢桥面板的粘结层时,施工操作方便;钢板表面处理效果影响到粘结层的强度;即便在钢板表面处理不佳情况下涂刷环氧胶,也能很好地保证钢板与刚性铺装层之间的可靠连接,钢结构的材料屈服先于钢与混凝土之间环氧胶层的破坏;粘结层的纵向剪应力分布不均匀,在加劲肋与顶板交界处的应力大于其他位置;采用环氧胶粘结的刚性铺装桥面板具有较好的延性和较高的承载力.     

考虑滑移和剪切变形的单箱双室组合箱梁剪力滞效应

为准确分析单箱双室组合箱梁的剪力滞效应,考虑钢混凝土的界面滑移效应和钢腹板的剪切变形,针对顶底板和翼板定义不同的剪力滞翘曲位移函数,基于能量变分法推导出单箱双室组合箱梁剪滞效应的控制微分方程及其闭合解。以单箱双室组合箱梁算例为基础,利用该方法分析其剪力滞效应的规律,结果表明：在同时考虑滑移和剪切变形时,组合箱梁的挠度比初等梁理论解大,且其挠度随界面滑移刚度的增大而减小;组合箱梁在均布荷载作用下,滑移量与荷载值近似成正比关系;在相同条件下,钢箱梁底板的剪力滞效应较混凝土顶板显著。