钢-混凝土简支组合梁的恢复力模型

根据5根不同剪力连接度钢-混凝土简支组合梁在低周竖向反复荷载作用下的恢复力特性试验结果,对不同剪力连接度组合梁的屈服荷载、屈服挠度、极限荷载、极限挠度及平台荷载进行分析,建立简支钢-混凝土组合梁正向加载和反向加载的骨架曲线模型,并提出统一的实用计算公式,根据试验结果,建立简支组合梁的荷载-挠度恢复力模型的滞回规则.     

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-混凝土组合梁与混凝土柱节点的抗震性能试验研究

基于端板螺栓连接的钢-混凝土组合梁与混凝土柱节点的低周反复荷载试验,对其受力过程、破坏形式、滞回曲线、骨架曲线、延性等抗震性能进行了较为深入的研究与分析。结果表明:端板螺栓连接的钢-混凝土组合梁与混凝土柱节点试件的滞回曲线呈梭形,且较为丰满,耗能能力强;组合梁横向配筋率及其配筋形式、组合梁剪力连接度对节点的承载力影响并不显著,但对节点的延性有显著的影响。横向配筋率的增大及横向配筋为封闭式可提高节点的变形能力,剪力连接度越高变形能力越强。     

剪力连接度对钢-混凝土组合梁抗震性能的影响

报道了9根不同剪力连接度钢-混凝土组合梁(5根简支组合梁,4根连续梁)的低周竖向反复荷载部分试验研究结果。对钢-混凝土组合梁的破坏形态、滞回规律、耗能能力、刚度退化规律等抗震性能进行了深入的分析,重点探讨了不同剪力连接度对钢-混凝土组合梁抗震性能的影响。     

剪力连接度对组合梁-钢筋混凝土柱节点抗震性能的影响

通过对4榀低周反复荷载作用下的不同剪力连接度的端板螺栓连接的组合梁、钢筋混凝土柱节点的试验,得出该类型节点在反复荷载作用下的滞回曲线,并探讨其恢复力特性,并结合试验结果对节点的破坏形态、应变规律、延性、滞回曲线等抗震性能进行分析和讨论。由试验结果可以看出,组合节点的刚度退化随荷载增加而增大。其延性及耗能能力均随剪力连接度的减小而减小。     

钢-部分预应力混凝土连续组合梁内力重分布研究

本文报道了10榀钢-部分预应力混凝土连续组合梁和1榀钢-普通混凝土连续组合梁的极限承载力试验结果。试件为两跨连续梁,主要试验参数为负弯矩区部分预应力比PPR、综合力比Rp及栓钉连接程度。试验采用跨中单调一次加载。试验发现,在负弯矩区施加预应力的钢-部分预应力混凝土连续组合梁可产生较充分的内力重分布,其主要影响因素为截面相对受压区高度ξu和负弯矩区综合力比Rp。本文通过试验研究和理论分析,提出了钢-部分预应力混凝土连续组合梁满足承载力要求的弯矩调幅限值犤β犦的计算公式,其计算结果与试验结果吻合较好。     

内置H型钢预应力混凝土连续组合梁受力性能试验研究

内置H型钢预应力混凝土连续组合梁综合了型钢混凝土梁和预应力梁的优点。为研究内置H型钢预应力混凝土连续组合梁的受力性能及弯矩重分布规律,完成了3根两跨内置H型钢预应力混凝土连续组合梁试验,并进行了非线性分析。研究结果表明：内置H型钢预应力混凝土连续组合梁荷载-跨中变形关系曲线近似呈二折线;以达到承载能力极限状态时支座控制截面弹性弯矩计算值与内置H型钢实际承担的弯矩之差为调幅对象,弯矩调幅幅度受含钢率影响不大,随型钢高度与梁截面高度比值增大而增大;连续组合梁中支座两侧等效塑性铰区长度不大于0.64倍梁有效高度,且随预应力度增大而减小;当相对塑性转角不大于0.817×10^-5时,弯矩调幅系数随相对塑性转角增大而增大,且不大于0.44。为内置H型钢预应力混凝土连续组合梁设计提供了参考。图10表11参10     

大跨曲线钢-混凝土组合连续梁桥水平剪力分布规律分析

针对大跨曲线钢-混凝土组合梁弯扭耦合现象,建立考虑剪力键水平滑移效应全板壳单元模型,研究分析剪力键在不同荷载作用下的受力状态。分析表明:曲线组合梁桥剪力键在制动墩位置处纵、横向水平剪力最大,纵向水平剪力远大于横向水平剪力;跨中位置处剪力键受力较小,横向和纵向水平剪力基本相当。对于单箱多室截面,中腹板剪力键所受纵向剪力稍大于边腹板,横向剪力则主要由边腹板剪力键承担。     

被动式节能钢-混凝土组合梁结构的受力性能研究

设计了4组外包花纹钢-混凝土组合梁,研究了组合梁的荷载-挠度、荷载-应变和应变沿截面高度的分布曲线,并进行了相应地受力分析。结果表明,4组外包花纹钢-混凝土组合梁的破坏形式都为受弯破坏,梁端未见明显滑移;CACC-1、CACC-2、CACC-3和CACC-4组合梁混凝土翼板中钢筋屈服载荷作用时的实测挠度与组合梁极限载荷时的实测挠度的比值δ_(ut)/δ_(yt)分别为1.698、1.819、2.275和3.208,在负弯矩作用下,CACC-4组合梁的延性相对较差;同一截面不同位置的荷载-应变曲线可以较好的吻合,表明加载过程中钢梁底板不同位置的受力分布较为均匀;4种组合梁在有效宽度范围内的剪力滞后现象并没有影响到混凝土翼板中受力钢筋的共同作用效果;组合梁中配筋率的增加对开裂载荷不会造成明显影响,但是在相同载荷条件下,配筋率的变化会影响裂缝的产生和发展,组合梁混凝土翼板中配筋率愈大则对跨中裂缝的束缚作用愈强。     

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。     

新型外包钢-混凝土组合梁与普通钢-混凝土组合梁性能对比分析

新型外包钢-混凝土组合梁与普通钢-混凝土组合梁相比具有受力性能好,防火性能高,综合经济指标提升等优势。运用ANSYS有限元分析软件从完全剪力连接和部分剪力连接两个方面对新型外包钢-混凝土组合梁和普通钢-混凝土组合梁进行受力性能对比和分析,得出新型外包钢-混凝土组合梁性能优于普通钢-混凝土组合梁的结论。     

剪力连接程度对钢—混凝土组合梁极限抗弯强度的影响及其计算

采用栓钉等柔性抗剪连接件的钢-混凝土组合梁在强度和变形许可的条件下采用部分剪力连接对于方便施工和降低造价等都极为有利。部分剪力连接对组合梁的抗弯刚度和承载力均有影响。R.P.Johnson按剪力连接程度进行线性插值提出的简化计算方法所得的极限抗弯强度值偏小,应用于工程实际中偏于保守。本文通过对国内外20多根组合梁极限抗弯强度的试验结果进行研究和分析,建立了考虑剪力连接程度影响的组合梁极限抗弯强度的两种计算公式:修正的R.P.John-son公式(经验公式)和极限平衡理论公式(理论公式)。结果表明,按照上述两种公式所得的计算值与实测值吻合良好。     

不同剪力连接程度钢-混凝土组合梁的有限元分析

介绍钢-混凝土组合梁的有限元分析原理,建立了剪力连接件的单元刚度矩阵表达式,提出了连接件的非线性有限元模型。采用大型有限元软件ANSYS对均布荷载作用下的钢-混凝土简支组合梁在不同剪力连接程度下的应力、变形和滑移进行了分析。分析结果可用于组合梁实践应用中的连接程度优化选择。     

部分剪力连接钢-混凝土组合梁的非线性有限元分析

在受弯承载力和变形许可的条件下 ,钢 -混凝土组合梁采用部分剪力连接 ,不但可以降低造价 ,而且方便施工。采用大型有限元软件ANSYS作为仿真分析工具 ,通过自定义一种非线性弹簧单元 ,探讨了均布荷载作用下的钢 -混凝土简支组合梁在不同剪力连接程度系数下的受力性能 ,并将有限元计算结果与已有的试验结果作比较 ,验证了计算结果的合理性。其结论还可以指导实际工程中组合梁剪力连接程度的选择。     

考虑剪力连接件刚度的钢-混凝土组合梁有限元分析

钢 -混凝土组合梁剪力连接程度是依据截面极限状态的抗弯强度定义的 ,即使是完全抗剪连接 ,组合梁的混凝土板与钢梁之间仍存在滑移。采用有限元分析 ,构造了混凝土板 -连接单元 -钢梁的组合梁有限元计算模型 ,推导了混凝土与钢梁界面有限元连接单元刚度系数 ,分析了不同剪力连接程度组合梁的受力与变形特性 ,研究了剪力连接程度对挠度和混凝土翼缘有效宽度的影响 ,并对照已有的试验数据和相关规范进行分析比较。     

Behavior of composite beams prestressed with external tendons: Experimental study

The paper deals with the failure mechanisms and behavior of composite steel-concrete beams prestressed with external tendons and subjected to positive bending. Experimental tests were carried out on beams with straight and draped tendons as well as on a non-prestressed beam. Six simply supported beams subjected to a positive static bending moment were tested up to failure. The influence of shear connection flexibility was taken into account and slip was measured along the beam axis. Concurrently, push-out specimens were made and tested to determine shear force vs. slip curves. It was found that at the same eccentricity of tendons (draped or straight without saddle points) the tendon shape has no significant effect on the behavior and ultimate resistance of composite steel-concrete beams. It is also shown that steel-concrete bond cohesion can significantly influence the behavior of the shear connection in composite beams. This influence is comparable with the design shear resistance of a single stud connector.     

Seismic behavior of connections composed of CFSSTCs and steel-concrete composite beams — finite element analysis

Based on the experimental results of connections composed of concrete-filled square steel tubular columns (CFSSTCs) and steel-concrete composite beams with interior diaphragms, exterior diaphragms, or anchored studs, 3-D nonlinear finite element models were established to analyze the mechanical properties of these three types of connection using ANSYS. Finite element analyses were conducted under both monotonic loading and cyclic loading. The load-displacement and shear force-deformation curves of the finite element analyses are in agreement with those of the tests in terms of strength and unloading stiffness. Parametric analyses were conducted on the connections with exterior diaphragms under monotonic loading to investigate the influences of axial load ratio, width to thickness ratio, and dimensions of exterior diaphragms on the connection behavior. It was found that the strength and stiffness are less influenced by the axial load ratio and the dimensions of the exterior diaphragms, but more influenced by the width to thickness ratio of the steel tube under shear failure mode.     

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-混凝土组合梁抗弯承载力的统一计算公式

研究了组合梁接近塑性状态时的轴力和弯矩的力学关系,推导了部分栓钉剪力连接和部分纵向抗剪连接情况下组合梁抗弯承载力的简化计算公式,并与国内试验数据进行了验证分析。其结果表明,该公式形式简单,可作为简支钢—混凝土组合梁抗弯承载力的统一计算公式。