负弯矩区腹板开洞钢-混凝土组合梁受力性能试验研究

为研究腹板开洞对负弯矩区组合梁受力性能的影响,对三根腹板开洞外挑组合梁和一根对比梁进行了试验研究,考虑是否开洞、洞口大小、洞口补强等参数的影响.试验结果表明:腹板开洞后,组合梁开裂荷载减小,且初始裂缝出现在洞口上方混凝土板中;洞口区域截面纵向应变分布不再满足平截面假定;组合梁最终表现为洞口上方混凝土板的剪切破坏,承载力降低;洞口补强可显著改善梁的受力性能,提高其承载力.     

腹板开洞钢-混凝土组合梁极限承载力的影响因素分析

腹板开洞组合梁在国外工程中已广泛应用。在钢梁腹板上开矩形洞的钢-混凝土组合梁可减少管道对建筑空间的占用,降低工程成本。但腹板洞口的存在影响了组合梁开洞截面的抗弯和抗剪承载力。介绍目前开洞组合梁承载力的计算方法,并利用ANSYS软件对影响腹板开洞组合梁极限承载力的主要因素进行计算分析。结果表明:洞口弯剪比、洞口尺寸、栓钉连接件数量、洞口上方组合板的宽度与厚度、洞口偏心距、混凝土板的横向配筋率对开洞组合梁的承载力均有一定影响,在结构设计时应予以考虑。     

腹板开洞的钢与混凝土组合梁承载力计算方法综述和探讨

介绍了三种钢与混凝土组合梁腹板开洞处承载力的计算方法 ,讨论了其存在的不足 ,提出了修正的方法。并通过一悬臂开洞组合梁的试验资料对修正方法进行验证 ,证明其是可行的。同时 ,简要说明了腹板开洞组合梁设计中的其他需要注意的问题。     

钢-混凝土组合梁负弯矩区整体稳定性设计方法研究

钢-混凝土组合梁受力合理,吊重较轻,施工方便,在中小跨径桥梁中有广泛的应用,但其在负弯矩区会存在侧向失稳问题.对于负弯矩区整体稳定性设计,各标准按照弹性地基梁理论或倒U型框架理论给出了计算方法,但不同标准的计算结果有所差异,如何选取一种既满足一定精度又相对计算简单的方法来辅助设计成为目前急需解决的问题.依据MATLAB...     

带腹板开洞组合梁塑性承载能力计算简述

介绍组合梁的工作性能．并简述了一种新的计算方法。此方法利用建立洞口次弯矩函数可以简便、清晰地推导出带腹板开洞组合梁塑性承载力计算公式。通过简单的程序完成繁琐的迭代．从而计算出带腹板开洞组合梁的塑性承载力。     

腹板开洞钢-混凝土组合梁的抗弯和抗剪设计

钢-混凝土组合梁下通过的管道会导致建筑层高的增加而减小组合结构的优势.腹板开洞的钢-混凝土组合梁有效地减小了梁下所需的空间,从而从工程上解决了该问题.但是,洞口的存在影响了钢-混凝土组合梁的受力性能.如何设计腹板开洞钢-混凝土组合梁是一个重要且实际的结构难题,而我国目前尚没有规范可以遵循.本文介绍了ASCE和EC4关于腹板开洞简支组合梁的抗弯和抗剪设计方法,给出了算例,并进行了分析和评述,可供工程设计参考.     

钢-火山渣混凝土连续组合梁负弯矩区极限抗弯承载力计算

在６根两等跨钢－火山渣混凝土连续组合梁的试验基础上,应用截面转换法,提出此类梁负弯矩区极限抗弯承载力计算公式;该方法无需判断组合截面中性轴的位置,并且避免了按照传统方法计算当中性轴位于钢梁上翼缘时计算结果过于保守的问题;当中性轴住于钢梁上翼缘时该方法能够给出计算简便且与试验值吻合较好的计算结果。     

部分预应力钢-混凝土连续组合梁负弯矩区裂缝宽度试验研究

本文根据18根部分预应力钢-混凝土组合梁负弯矩区的受力性能试验研究结果,探讨了负弯矩区裂缝产生与发展的规律。试验表明,影响裂缝宽度的主要因素为负弯矩区综合力比Rp、剪力连接件间距p和钢梁与混凝土板的相对高度比hs/hc:Rp和hs/hc越小,裂缝宽度越大;p越小,裂缝宽度越小。根据试验结果,本文建立了部分预应力钢-混凝土连续组合梁负弯矩区裂缝宽度的经验计算公式,形式上与现行的混凝土结构设计规范建议的受弯构件裂缝宽度计算公式统一。     

钢-混凝土组合梁在负弯矩下的承载力计算

介绍了在负弯矩作用下钢—混凝土连续梁的特点,在理论分析的基础上,阐述了塑性中和轴位于钢梁上翼缘内和钢梁腹板内的两种情况,并给出在这两种情况下正截面的受弯承载力公式。     

钢-UHPC组合梁负弯矩区抗弯试验分析

研究了带有湿接缝的钢-UHPC组合梁在负弯矩作用下的抗弯性能。共制作了6个试件,对有无湿接缝钢-UHPC组合梁以及矩形湿接缝和T形湿接缝受力性能分别进行了对比研究;总结和讨论了钢-UHPC组合梁的试验观测结果、裂缝形态、破坏模式。结果表明:湿接缝的存在降低了钢-UHPC组合梁的承载能力,同时,湿接缝的存在对开裂荷载和开裂位置有影响,导致不同的裂缝分布;湿接缝形状的差异对屈服荷载和极限荷载的影响不显著,但其表现出不同的开裂发展过程。     

钢-混凝土组合梁在负弯矩作用下抗剪性能的试验研究

通过3根钢-混凝土组合梁在负弯矩作用下的试验,研究了其变形发展及破坏过程,得到了组合梁的跨中剪力-挠度曲线、交界面滑移曲线和沿截面高度分布的应变变化曲线,分析了剪切连接程度、截面尺寸、剪跨比、材料强度、钢筋配置等因素对组合梁承载力和延性的影响。对钢梁进行了塑性分析,得出在负弯矩作用下钢-混凝土组合梁抗剪承载力的提高不是由于钢梁腹板的硬化效应所致,而是由于混凝土翼板的贡献,并提出了考虑混凝土翼板影响的组合梁在负弯矩作用下抗剪承载力计算公式。将计算结果与实测结果进行了比较,二者吻合良好。     

钢-混凝土组合梁抗裂性能的试验研究

为研究钢-混凝土连续组合梁的受力性能,特别是体外预应力对抗裂性能和刚度的影响,完成3根反向加载的简支组合梁和3根2跨连续组合梁的静力加载试验,其中包括2根在钢梁和混凝土板内折线布筋的体外预应力组合梁。试验表明:非预应力组合梁在负弯矩作用下的开裂荷载较低,连续梁在较低荷载下就会由于混凝土开裂而发生明显的内力重分布,且横向钢筋间距对裂缝间距具有一定影响;折线布筋的体外预应力组合梁开裂荷载增大,裂缝间距和裂缝宽度明显减小,且相同荷载下的挠度下降,说明体外预应力可有效改善组合梁的综合受力性能。此外,预应力作用对组合梁的滑移分布有较明显影响。     

洞口形状对腹板开洞钢-混凝土组合梁的受力性能影响分析

通过研究洞口形状对腹板开洞钢-混凝土组合梁受力的影响,选择合适的洞口形状以降低开洞造成的不利影响;在已有试验基础上,利用ANSYS对洞口设置在弯剪区段且洞口形状不同的组合梁进行力学性能分析,研究了洞口形状对承载力、变形能力以及内力重分布和传力机制的影响。结果表明：钢-混凝土组合梁腹板开洞会导致刚度、极限承载力下降;非正方形洞口组合梁因洞口形状不同,极限变形有不同程度增强;洞口形状会影响洞口处混凝土、钢梁承担的剪力比例,混凝土占总剪力的46%～59%,而钢梁占总剪力的41%～54%;极限变形与洞口处塑性铰的面积大小有关;栓钉会对周围的混凝土产生一定预压力,对混凝土应力重分布有影响,洞口处混凝土的剪力有明显的剪力差,洞口下方钢梁所承受的剪力大于洞口上方钢梁;洞口形状会影响组合梁内部传力机制,长方形、正方形洞口试件在洞口区域以次弯矩传递力,非长方形、正方形洞口试件在洞口区域以主弯矩传递力;在结构设计时应该考虑洞口位置的偏心、主应力方向与洞口边缘的夹角。     

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。     

Plastic bending behaviour and section moment capacities of mono-symmetric LiteSteel beams with web openings

Recently developed cold-formed LiteSteel beam (LSB) sections have found increasing popularity in residential, industrial and commercial buildings due to their light weight and cost-effectiveness. Currently, there is significant interest in the use of LSB sections as flexural members in floor joist systems, although they can be used as flexural and compression members in a range of building systems. The plastic bending behaviour and section moment capacity of LSB sections with web holes can be assumed to differ from those without, but have yet to be investigated. Hence, no appropriate design rules for determining the section moment capacity of LSB sections with web holes are yet available. This paper presents the results of an investigation of the plastic bending behaviour and section moment capacity of LSB sections with circular web holes. LSB sections with varying circular hole diameters and degrees of spacing were considered. The paper also describes the simplified finite element (FE) modelling technique employed in this study, which incorporates all of the significant behavioural effects that influence the plastic bending behaviour and section moment capacity of these sections. The numerical and experimental test results and associated findings are also presented.     

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。     

Load carrying capacity of composite beams prestressed with external tendons under positive moment

Tests have been carried out to study the ultimate moment and incremental tendon stress of steel-concrete composite beams prestressed with external tendons under positive moment. It appears that adding prestressing by external tendons of the composite beams can significantly increase the yield load and the ultimate resistance of the beams. The deflection at the serviceability state is also reduced. However, a substantial incremental stress will develop in the tendons at the ultimate state. On the basis of the compatibility of the tendons and the composite beam at the anchorage section, and equilibrium of the internal force, the neutral axis equation of the composite beam section at the ultimate state is derived. The simplified expressions for the ultimate incremental tendon stress related to the ultimate span/deflection value for four typical external tendon cases are developed. The results compare well with the test results and the finite element analysis. A simplified method for predicting the ultimate incremental tendon force and the load carrying capacity of the composite beams prestressed with external tendons is proposed.     

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。     

带肋钢板加固腹板开大洞口RC梁的受剪承载力试验研究

设计并制作24根腹板开矩形大洞口钢筋混凝土梁,分别进行外贴钢板和带肋钢板加固,对比分析不同开洞尺寸、开洞位置、多洞口分布和锚栓构造等因素对钢板加固有效性的影响.结果表明:带肋钢板加固能有效改善洞口角部的受力性状,约束钢板不发生平面外屈曲失稳,使得钢板加固梁的洞口上肢整体压溃的脆性破坏模式转变为混凝土局部压碎的延性破坏模...