体外预应力钢-混凝土组合梁

在钢-混凝土组合梁中采用体外预应力技术,具有提高组合梁的刚度以及承载能力,减小混凝土的收缩徐变开裂,提高结构的耐久性等优点。近年来,国内已相继建造了采用体外预应力组合梁的城市桥梁和结构,但在体外预应力钢-混凝土组合梁的受力性能、施工和使用阶段的受荷机理以及设计和应用方面仍存在许多有待解决的问题。回顾了国内外体外预应力组合梁研究及应用进展,对一些关键技术进行了论述,可供研究及设计人员参考。     

钢——混凝土组合梁的侧向扭转屈曲

通过对工字型钢-混凝土组合梁劁向失稳形式的理论分析,提出工字型组合梁稳定性分析的计算模型,并根据计算模型推导了组合梁负弯矩区受压下翼缘劁向屈曲的临界弯矩,然后通过与现行工字型组合梁的稳定理论和计算方法比较,确定了工字型组合梁负弯矩区稳定设计的修正方法和建议意见。     

体外预应力钢-混凝土组合梁混凝土有效翼缘宽度

采用有限元方法 ,研究了体外预应力作用下简支组合梁混凝土有效翼缘宽度 ,分析了剪力连接刚度对预应力组合梁有效翼缘宽度的影响和预应力增量的效应。同时对混凝土板收缩、徐变下 ,体外预应力组合梁的受力机理进行了讨论     

钢-混凝土组合梁体外预应力筋极限应力研究

对国内外有关钢 混凝土组合梁体外预应力筋极限应力的研究成果进行了较为系统的综述。根据近期完成的 4根体外预应力钢 混凝土组合梁单调全过程试验 ,提出了体外预应力筋预应力损失的设计建议。基于虚功原理和变形协调条件分别推导了体外预应力筋弹性增量和极限应力的计算公式 ,在此基础上建立了体外预应力钢 混凝土组合梁抗弯承载力的计算公式 ,并编制了计算程序 ,程序计算值与试验结果吻合良好     

钢-混凝土连续组合梁腹板局部屈曲分析

对连续组合梁负弯矩区钢腹板的稳定性进行了研究,分析了负弯矩区钢粱腹板在弯曲、轴向压力和剪切作用下的力学性能,提出了组合梁腹板在各种荷载作用下的局部稳定性简化计算模型,建立了非均匀受压、纯剪和弯剪复合受力状态下的临界屈曲应力计算公式;分别计算了钢梁腹板在非均匀受压和纯剪状态下的弹性屈曲系数,并根据偏心受压与剪切作用下的相关方程计算了钢梁腹板在复杂应力状态下的弹性屈曲系数;基于屈曲分析结果,提出了组合梁在弹性受力阶段钢梁腹板不设横向加劲肋的高厚比限值.结果表明:采用该方法确定的钢梁腹板高厚比更具合理性,且计算过程简单,结果偏于安全.     

体外预应力钢-混凝土组合梁负弯矩区的承载力研究

通过体外预应力组合梁的承载力试验,研究了负弯矩作用下体外预应力组合梁的开裂和极限承载力。研究结果表明:对负弯矩区组合梁施加体外预应力后,可有效提高截面的开裂弯矩。负弯矩作用下体外预应力组合梁的预应力增量很小,可忽略。一般情况下,对负弯矩截面施加体外预应力,不会提高截面的屈服承载弯矩。负弯矩作用下体外预应力组合梁的极限承载力受失稳控制。把预应力作用作为等效荷载,探讨组合梁失稳承载力的计算方法,采用BS5400:Part3方法计算了预应力组合梁的失稳临界弯矩。     

预应力钢-混凝土简支组合梁变形计算的刚度增强法

钢 -混凝土简支组合梁在预应力作用下 ,产生向上的挠曲变形 ,使其在使用荷载下的总变形减小。将预应力作用产生的反拱效应考虑为对组合梁刚度的增强 ,建立了任意荷载下适用于预应力加固梁和非加固梁的统一刚度计算公式 ,并提出了刚度增强系数的具体表达式。该公式简单明了 ,与试验结果吻合良好     

预应力钢-混凝土组合梁承载力计算方法

对预应力钢 混凝土组合梁的应用发展作了简要的介绍。依据现有的研究成果 ,尤其是对预应力简支组合梁的试验研究成果进行了介绍和评价。同时通过对算例的计算分析 ,比较了普通组合梁和预应力组合梁的受力性能 ,以及计算方法之间的差异 ,这对预应力组合梁的设计有一定的参考价值     

十字型内芯全钢防屈曲支撑的有限元分析

全钢防屈曲钢支撑是一种在大震下能够屈服而不易屈曲的耗能支撑形式,具有良好的抗震性能。本文通过对十字型内芯全钢防屈曲钢支撑的有限元分析,给出该支撑在不同破坏模式下约束比,内芯宽厚比以及初始缺陷的影响,为实际工程应用提供参考。     

冷弯薄壁型钢-混凝土组合梁局部屈曲性能研究

通过理论分析提出了冷弯薄壁型钢—混凝土组合梁钢梁腹板及翼缘的局部屈曲简化计算模型。继而在简化计算模型的基础上应用能量法分别求出了腹板及翼缘的弹性临界屈曲应力。结果表明,内填混凝土的存在有效地提高了腹板及翼缘的屈曲应力,改善了腹板及翼缘的局部屈曲性能。     

Numerical investigation of inelastic buckling of steel–concrete composite beams prestressed with external tendons

The ultimate resistance of a continuous composite beam is governed by either distortional lateral buckling or local buckling, or an interactive mode of the two which is sharply different from the torsional buckling mode in a bare steel beam. A finite element model is developed and based on the proposed FE model, inelastic finite element analysis of composite beams in negative bending is investigated, considering the initial geometric imperfection and the residual stress patterns and the FE results are found agree well with the test results. Parametrical analysis is carried out on the prestressed composite beams with external tendons in negative bending. Factors that influence load carrying performance and buckling moment resistance of prestressed composite beams are analyzed, such as initial geometric imperfection, residual stress in steel beams, force ratio, which is defined as the extent of prestressing force and negative reinforcement in the beams, as well as the slenderness ratios of web, flange, and beams. By varying cross-section parameters, 25 groups of composite beams under negative uniform bending with initial geometric imperfection, residual stress as well as different force ratios, 200 beams in total are studied by means of the FE method. The computed buckling moment ratios are drawn against the modified slenderness proposed by the authors and compared with the Chinese Codified steel column design curve. It is demonstrated that the tentative design method based on the Chinese Codified design curve can be used in assessment of buckling strength of composite beams in a term of the modified slenderness defined.     

预应力组合梁工程应用进展

预应力组合梁充分利用了高强预应力筋、钢材和混凝土三种材料的力学性能，具有应用范围广、承载力高、使用性能好、抗疲劳性能优良、经济性较好、施工较复杂等特点，目前在国内外得到了越来越多的应用。本文对预应力组合梁在国内外的最新应用进展进行了总结和回顾，并针对存在的问题提出了有关建议。     

体外预应力钢-混凝土组合连续梁的试验研究及有限元分析

与承受正弯矩的简支梁不同,连续梁中支座部分承受负弯矩,组成组合梁的钢板件受压力作用,其力学性能受稳定控制,不考虑稳定影响的规范简化塑性算法会带来不安全的结果.以Ⅱ类、Ⅲ类组合梁和是否配置预应力筋为参数,进行了两组共四根连续组合梁的单调加载对比试验.试验结果表明:无论预应力连续组合梁或是普通连续组合梁,最终破坏特征均为负弯矩区混凝土开裂,钢腹板局部屈曲,整个截面畸变失稳,正弯矩区混凝土板压碎;正弯矩区的承载能力可由简化塑性计算方法计算,而负弯矩区的受力性能由稳定控制,影响其承载能力的主要因素为板件的宽厚比所表征的截面种类,考虑屈曲的承载力计算方法与试验结果吻合.对各组合梁进行了有限元数值分析,分析考虑界面滑移、预应力、稳定等影响,结果和试验吻合较好.     

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。     

预应力钢骨混凝土梁工程应用及施工监测分析

实际工程应用及施工监测表明预应力钢骨混凝土梁通过对普通组合梁施加了预应力后,达到减小截面尺寸、充分发挥材料性能、调整结构分布、控制裂缝、提高构件的承载力和抗疲劳能力、减小变形等效果。为同类工程应内力用提供实践经验。     

考虑滑移影响的钢-混凝土组合梁的刚度

按照《钢结构设计规范》（GB50017—2003）计算组合梁考虑滑移后的折算刚度时,会遇到栓钉数量增加,刚度反而下降的现象。本文提出了新的折算刚度表达式,引入了钢与混凝土的组合作用系数来表征钢和混凝土轴压刚度通过抗剪件的作用而形成的组合作用的程度,采用考虑滑移影响的组合梁计算理论,求出了均布荷载下简支梁挠度的表达式,得到精度很高的简化计算公式,考察了栓钉抗滑移刚度值的确定方法,通过简单的分析,本文提出了折减刚度的计算公式,并与试验结果对比。将本文公式与规范计算公式和试验结果的对比,建议公式的误差更小,且公式更加简单,物理意义更加明确。     

钢-压型钢板混凝土组合梁在大跨人行天桥中的应用

本文结合工程实例,介绍了钢-压型钢板混凝土连续组合梁首次应用于我国大跨人行天桥建设中的基本情况和设计方法。理论计算和实践表明,从造价、桥型、结构刚度及舒适度等方面综合考虑,这种新型的人行天桥结构形式具有相当大的优越性,值得进一步推广和应用。     

钢-混凝土组合梁的抗扭特点

钢-混凝土组合梁能充分发挥混凝土抗压强度高、钢材抗拉性能好的优势,近年来,在我国已得到了越来越广泛的应用。相比抗弯曲性能,目前对组合梁扭转性能的研究还很少。然而,在建筑及桥梁结构中,组合梁受扭转作用是不少的。本文介绍了开口截面组合梁和箱形组合梁的极限抗扭特点及已有的研究成果,并指出了需要进一步研究的问题。     

型钢-混凝土组合梁在改造加固中的理论研究

本文对梁底采用型钢加固的混凝土组合梁的抗弯性能进行了理论分析,并与用加大截面法进行加固的梁进行了比较,提出了采用型钢加固梁的实用计算公式,为今后在改造加固工程中采这种钢组合梁提供了试验和理论依据。