钢筋砼梁的斜裂缝宽度

本文对钢筋砼矩形梁的斜裂缝宽度问题进行了研究。根据对10根剪跨比为2.5的两点对称加载梁的试验结果,提出了最大斜裂缝宽度计算公式,其计算值与试验结果吻合较好。     

部分剪力连接钢──混凝土组合梁受弯极限承载力的计算

钢─混凝土组合梁在受弯承载力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是有利的。部分剪力连接对组合梁的受弯极限承载力和变形均有影响。本文通过对4根部分剪刀连接组合梁的试验研究和对国内外8根部分剪力连接组合梁受弯极限承载力的分析,建立了考虑剪力连接程度影响的组合梁受弯极限承载力计算公式。结果表明,按照本文公式得到的计算值与实测值吻合良好。     

基于弹性扭转约束边界的波形钢板整体剪切屈曲分析

波形钢板的整体剪切屈曲对波形钢腹板PC组合箱梁桥的竖向抗剪设计有重要意义。该文在正交各向异性薄板理论的基础上,利用势能驻值原理和瑞利-里兹法,推导了基于弹性扭转约束边界的波形钢板弹性整体剪切屈曲荷载的分析方法,并给出了几种特殊边界条件下的简化计算公式。计算结果表明:对于四边简支板和四边嵌固板,该方法与现有公式计算结果一致;波形钢板强抗弯刚度方向上的约束条件是影响其整体剪切屈曲的决定性因素,随着该方向上约束的增强,屈曲模式将从四边简支情况向四边嵌固情况过渡;弱抗弯刚度方向上约束条件的影响很小,可以忽略。最后给出了将波形钢板在实际梁结构中受到的边界约束等效为弹性扭转弹簧的方法。     

基于杆系模型的钢板外包式伸臂桁架-核心筒剪力墙节点设计方法研究

伸臂桁架在高层、超高层建筑中应用广泛,其中伸臂桁架与核心筒剪力墙连接节点至关重要。本文对一种新型的钢板外包式伸臂桁架与核心筒剪力墙节点进行非线性数值模拟,对有限元模型与实际结构的相似性进行了分析,重点研究了节点外包钢板和端柱的受力机理,提炼出关键参数和设计原则,随后建立了相应的计算公式,最后对杆系计算模型进行了修正并提出完整的节点设计流程。分析结果表明,本文简化的有限元分析模型合理,可以反映真实结构中节点的受力情况。外包钢板的轴力衰减速率是确定外包钢板长度的关键参数,随混凝土强度、轴力增加和外包钢板高度的降低,轴力衰减速率均有明显增加。端柱外包钢板的应力水平以及连梁轴力分担比例和节点水平位移随端柱高度的收敛性可以作为确定端柱高度的原则,随端柱长度和水平荷载的增加,端柱高度均有明显增加。通过与精细有限元模型结果进行对比,证明修正后的杆系计算模型简便易行且具有较高精度。本文研究为这种新型伸臂桁架-核心筒剪力墙节点在工程中的应用提供了完整的设计方法。     

基于修正压力场模型的膜单元的开发及其在组合结构中的应用

以转动裂缝模型为核心思想的修正压力场模型(MCFT)是近30年来钢筋混凝土剪扭行为研究成果的代表之一,提出通过大型通用有限元程序ABAQUS 6.9二次开发将修正压力场模型应用于非线性有限元分析中,并在该模型的基础上作出一定发展,使其适用于压拉弯剪复合作用下的钢筋混凝土结构、钢-混凝土组合结构的非线性分析。将该模型应用于国内外各种类型构件的分析中,包括钢筋混凝土梁(剪切破坏梁、弯曲破坏梁、弯剪复合破坏梁)、钢筋混凝土墙以及内嵌钢板混凝土组合墙,数值模拟结果与试验结果吻合良好,表明该模型充分兼顾准确性、通用性,为压拉弯剪复合作用下的钢筋混凝土结构、钢-混凝土组合结构的非线性分析提供了有效的手段。     

型钢混凝土结构(SRC)设计规程比较

首先对日本及欧美等国外有关型钢混凝土(SRC)结构的设计规程进行了介绍,并简单介绍了我国现有的关于型钢混凝土(SRC)结构的两部规程《钢骨混凝土结构设计规程》(YB 9082-97)及《型钢混凝土组合结构技术规程》(JGJ 138-2001)的编制背景和依据。对两部规程中有关型钢混凝土梁的正截面抗弯、斜截面抗剪承载能力、型钢混凝土(SRC)偏心受压构件、剪力墙和梁柱节点的计算理论和计算方法进行了重点比较分析,并结合型钢混凝土(SRC)梁、型钢混凝土(SRC)偏心受压构件和梁柱节点承载能力的计算实例,对两部规程的应用方法、计算步骤和计算结果做了比较分析,为使用两部型钢混凝土结构设计规程提供参考。     

外包钢板-混凝土组合连梁试验研究(Ⅱ):应力与内力分析

根据6根外包钢板-混凝土组合连梁试件的应变量测数据,计算得到了不同荷载水平下的钢板应力,并通过应力积分和截面内力平衡方程,得到了外包钢板和内填混凝土承担的各内力分量。结果表明:连梁钢腹板的屈服均先于或几乎与钢翼缘同时屈服。试件钢板开始屈服时的连梁剪力与峰值剪力的比值在0.61~0.76之间。达到峰值剪力时,除试件CFSCB-5外的其他试件的钢板都发生了明显的强化;钢腹板75%以上的区域的轴向正应力为拉应力,且靠近受压翼缘处的剪应力大于靠近受拉翼缘处的剪应力。连梁的外包钢板承担的剪力和弯矩比例在加载过程中会发生变化。在接近峰值剪力时,各试件的外包钢板承担的剪力比例在31%~60%之间,承担的弯矩比例在57%~87%之间;混凝土的剪力-轴压比与相应的连梁对角线与梁轴线的夹角的正切值接近。     

钢板-混凝土组合简支梁的试验研究

对8根钢板-混凝土组合简支梁进行试验研究与承载力分析,量测并分析试件的荷载、挠度及应变,观测试件的裂缝发展情况。试件的破坏形态包括弯曲破坏、钢板剥离破坏及混合破坏等形式。试验表明,若合理地配置栓钉连接件,钢板和钢筋混凝土可以形成组合截面共同工作,试件呈现出典型的弯曲破坏方式,有良好的承载能力和延性性能。对钢板-混凝土组合梁的开裂荷载、极限抗弯承载力及钢板剥离承载力进行理论分析计算,计算结果与试验结果吻合良好。     

钢-混凝土组合框架梁变形计算的有效翼缘宽度

由于剪滞效应的存在,组合框架梁的混凝土翼板不能完全参与共同工作,按照完全组合的换算截面法计算组合梁的变形将得到不安全的计算结果。首先根据弹性理论推导传统的完全组合梁以及剪滞组合梁理论模型的基本方程,并采用有限元软件Msc.Marc对理论模型进行验证,理论结果与有限元计算结果吻合良好,说明理论模型的准确性及合理性。然后基于两个理论模型,提出一种物理意义更为明确的有效翼缘宽度系数的定义,直接用于组合梁的变形计算。研究楼板的宽跨比、楼板宽厚比、板梁高度比以及组合梁高宽比这4个无量纲参数对有效翼缘宽度系数的影响。研究发现,影响有效翼缘宽度系数的关键参数为楼板的宽跨比。在此基础上,提出有效翼缘宽度的计算公式,为组合梁的研究及设计人员提供参考。     

考虑楼板空间组合作用的组合框架体系设计方法(Ⅱ)——刚度及验证

在前文研究的基础上,研究楼板空间组合作用对组合框架结构抗侧刚度及内力分布的影响。采用梁-壳混合模型对影响组合框架梁等效刚度的关键因素进行分析,并在此基础上通过大量数值计算和参数分析,提出组合框架梁刚度放大系数简化计算公式。随后采用不同参数的规则和非规则组合框架体系模型充分验证该文建议公式的合理性。结果表明,采用建议的考虑楼板空间组合作用的组合梁框架全杆系模型能较准确地预测结构的自振周期、地震层剪力、侧移、层间位移、组合梁内力等,而忽略楼板空间组合作用会高估结构自振周期、低估结构地震剪力、高估结构侧移和层间位移、低估组合梁内力等。最后选取5个国内外已报道的钢-混凝土组合框架结构抗震性能试验结果对前文和该文提出的设计方法进行验证,结果表明本研究建议的相关设计公式可在组合框架结构体系的设计中合理地考虑楼板空间组合作用对结构抗侧性能的影响。