木-混凝土组合梁桥长期性能试验研究

本试验制作木-混凝土组合梁桥足尺试验模型,进行为期5个月荷载试验。通过对木-混凝土组合梁桥变形发展过程进行研究,得到木-混凝土组合梁桥跨中挠度-徐变曲线、应力-徐变曲线。采用试验的徐变曲线进行数值模拟分析。通过数值模拟计算结果与试验结果对比可知:数值模拟计算结果与试验结果吻合较好;试验的徐变曲线能真实反映木-混凝土组合梁桥在长期荷载作用下的变形发展过程;并提出了适用于木-混凝土组合梁桥在长期荷载作用下的变形计算公式,组合梁桥最终挠度增长系数为2.13。     

基于ABAQUS的火灾作用下组合梁的温度场分析

以有限元程序ABAQUS为平台,提出用于模拟钢-混凝土组合梁在火灾作用下的温度场数值分析模型。该模型分析了组合梁截面不同位置点的升温曲线,得到了该组合梁中钢梁及混凝土的升温特性和规律。通过对比模型结果与简化计算结果,表明用ABAQUS模拟钢-混凝土组合梁的温度场的适用性及通用性。     

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。     

轻钢-混凝土组合梁的试验研究及非线性有限元分析

针对轻钢-混凝土组合梁这种新的结构形式,本文进行了六个试件的试验研究,分析了构件的破坏形式、荷载-位移曲线、荷载-应变曲线、钢材和混凝土的应变分布及板宽度方向应变分布等。通过试验研究,初步了解了轻钢-混凝土组合梁的特点和各种截面的粘结性能。采用组合梁单元模型,对轻钢-混凝土组合梁进行了非线性有限元分析,理论计算结果与试验结果吻合较好。     

钢管混凝土柱-组合梁单边螺栓连接框架耐火性能研究

为明确钢管混凝土柱-组合梁单边螺栓连接框架的耐火性能,采用有限元方法分析了ISO 834 标准升温曲线火灾作用下,圆形钢管混凝土柱-组合梁单边螺栓连接框架的温度场和耐火极限。研究结果表明：提出的简化的HB 螺栓模型可以有效地对圆形钢管混凝土-组合梁框架的耐火性能进行分析。钢管混凝土柱横截面混凝土的网格划分方法对于钢管混凝土柱-组合梁框架的耐火极限影响较小。当节点连接可靠时,钢管混凝土柱-组合梁框架达到耐火极限时的破坏模式主要有柱破坏模式和组合梁破坏模式。     

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。     

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。     

钢箱-混凝土组合梁试验研究与承载能力计算

对钢箱-混凝土组合梁这一新的结构形式进行了试验研究,通过4个钢箱-混凝土组合梁和2个钢箱梁试件的试验,考察了试验梁破坏过程、弯矩-位移曲线、弯矩-应变曲线、截面应变分布等。试验结果表明,钢箱-混凝土组合梁具有较高的承载能力、刚度和良好的延性。考虑混凝土受钢箱约束的强度提高和钢箱顶板局部屈曲影响,提出了钢箱-混凝土组合梁抗弯承载能力计算公式,计算结果与试验结果吻合良好。     

钢-混凝土连续组合梁的恢复力模型

通过8根钢-混凝土连续组合梁在低周反复荷载作用下的试验,研究其恢复力特性。结果表明,荷载-跨中挠度滞回曲线随着位移的增大由梭形逐步过渡到近似的四边形;增大剪力连接度η和纵向综合力比Rp(中支座负弯矩区)连续组合梁仍然有很好的延性;组合梁的加、卸载刚度退化规律呈指数函数变化。根据研究结果提出能考虑剪力连接度和纵向综合力比影响的钢-混凝土连续组合梁的骨架曲线公式及恢复力滞回规则,建立荷载-跨中挠度(P-Δ)恢复力模型。     

多层组合结构住宅的设计与对比分析

设计某6层钢-混凝土组合结构住宅,采用框架结构体系,柱为方钢管混凝土,梁为钢-混凝土组合梁,楼板为压型钢板组合楼板.在承载力水平相同情况下,对钢管混凝土柱和钢柱的用钢量进行对比;分析结构体系中设置中心支撑对结构体系内力及变形的影响;对比设置支撑前后钢管混凝土柱截面尺寸及用钢量的变化.分析结果表明:在结构体系中采用钢管混...     

钢-混凝土组合梁的收缩徐变效应分析

混凝土的自身收缩会在钢-混凝土组合梁中产生应力重分布,在收缩徐变的长期作用下混凝土梁可能会产生收缩裂缝。对于按无支撑法施工的钢-混凝土梁,采用弹性理论推导了混凝土梁的纵向拉应力和钢、混凝土之间的剪应力计算公式,并结合错位法分析了剪应力公式中的均剪弹性系数Ct,进而确定了剪应力值。算例分析结果表明,推导出的混凝土梁纵向拉应力和剪应力公式可以为混凝土梁的抗收缩和钢、混凝土之间的抗剪设计提供参考。     

CFRP加固组合梁的应力与变形分析

由于腐蚀或疲劳使钢梁受拉翼缘发生不同程度的损伤,导致组合梁的承载能力和刚度下降。在钢梁的受拉翼缘上侧粘贴CFRP进行加固可以提高其承载能力和刚度。在推导出计算粘贴CFRP加固后组合梁的截面应力的基础上,进一步推导出均布荷载作用下组合梁加固后的挠度计算公式,最后通过算例予以证明。     

基于有限元法的钢-砼连续组合梁截面优化设计

给出了钢-混凝土连续组合梁截面计算机辅助优化设计的有效方法,以有限元结构分析和优化算法相结合为手段,提出了一种符合实际情况的钢-混凝土组合梁的剪力连接模式,建立钢-混凝土连续组合梁有限元分析模型、优化参数模型,优化数学模型,用ANSYS的参数化设计语言编制了分析文件和优化控制文件,经计算获得钢-混凝土连续组合梁的最优截面形式。该方法的优化效果显著,并且效率高,可广泛应用于钢-混凝土连续组合梁截面优化设计工程。     

初始残余应力对预应力钢-混凝土连续组合梁抗火性能影响

为研究钢梁残余应力对预应力连续组合梁抗火性能的影响,建立了预应力连续组合梁在高温下非线性升温过程受力行为的有限元模型。通过考察梁的破坏形式、跨中挠度、预应力拉索张力、截面弯矩以及梁的曲率等关键参数随温度的变化,得到不同残余应力模式对组合梁抗火性能的影响机理。分析结果表明：残余应力的分布并不总是对预应力钢-混凝土组合梁的高温性能产生不利影响,腹板具有初始残余拉应力分布模式的预应力钢-混凝土组合梁高温下的挠度相对最小;残余应力主要通过影响截面正应力分布来影响钢梁的截面刚度;在临界状态时,残余应力对组合梁截面刚度的影响不明显;不同残余应力模式对高温下预应力钢-混凝土组合梁的截面抗弯刚度影响不同;当预应力钢-混凝土组合梁的初始残余应力模式以腹板全截面拉应力为主时,预应力钢-混凝土组合梁跨中截面抗弯刚度最大;当残余应力对组合梁跨中截面抗弯刚度有利时,梁跨中截面处中和轴位置比无残余应力影响时较高。     

钢-混凝土组合结构在某水库工作桥加固工程中的应用

粘结型钢加固技术是一种新型的加固方法,在建筑物改造与加固工程中,当梁高不受限制时,能大幅提高梁的极限承载力,解决粘结钢板可能带来的超筋问题;粘胶和植筋能保证型钢和钢筋混凝土梁共同工作。详细论述了型钢-混凝土组合梁的计算原理和方法,并以王英水库工作桥结构的加固为例,说明了型钢-混凝土组合结构在结构改造加固中的优越性,提出此方法在建筑改造加固中具有广泛的应用前景。     

滑移效应对钢-混凝土组合梁弯曲强度的影响及其计算

在采用栓钉等柔性抗剪连接件的钢-混凝土组合梁的交界面上存在相对滑移变形,它不仅使梁的挠度增大,而且还使组合梁截面的弹性抗弯强度减小,现行换算截面法尚未考虑这一不利影响.本文通过滑移效应对组合梁抗弯强度影响的试验和分析,建立了考虑滑移效应的弹性和极限抗弯强度计算公式.结果表明,考虑滑移效应的弹性弯矩计算值与实测值吻合较好.考虑强度极限状态时钢梁部分截面进入强化阶段的有利影响,滑移对极限抗弯强度的影响可以忽略不计,对于完全剪力连接和横向配筋率不小于0.6%的组合梁,按照简化塑性理论的等效矩形应力模型得到的极限抗弯强度计算值与实测值吻合良好.     

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。     

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。