新型外包鋼—混凝土組合梁變形和延性性能研究.pdf

1、本文對一種新型外包鋼-混凝土組合梁的變形與延性性能進(jìn)行了分析和研究。該組合梁具有結(jié)構(gòu)受力合理、施工工序優(yōu)化、防火性能改善、綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)提高等優(yōu)點(diǎn)。目前該組合梁在北京銀泰中心大樓的樓蓋體系設(shè)計(jì)方案中被采用，在工程設(shè)計(jì)中采用了較大的跨高比，因此正常使用極限狀態(tài)(變形與延性)成為了控制設(shè)計(jì)的因素。本文就這種新型結(jié)構(gòu)的變形與延性性能問題作了如下的研究： (1)變形分析。采用合理的計(jì)算模型及計(jì)算假定，推導(dǎo)出U型鋼梁不設(shè)有翼緣和U型鋼梁設(shè)有

2、上翼緣兩種不同形式的新型外包鋼-混凝土組合梁的變形解析解。通過對變形解析解公式的數(shù)值分析，提出了簡支外包鋼一混凝土組合梁在正常使用階段變形計(jì)算的簡化公式，和試驗(yàn)的結(jié)果的對比表明其誤差在工程允許的范圍內(nèi)。以此為基礎(chǔ)，利用ANSYS有限元程序?qū)ο嚓P(guān)參數(shù)進(jìn)一步進(jìn)行分析，探討了影響外包鋼一混凝土組合梁變形的幾個(gè)關(guān)鍵參數(shù)的取值。 (2)延性分析。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，探討了組合梁破壞形式和延性間的關(guān)系。用灰色關(guān)聯(lián)系統(tǒng)理論對影響新型外包鋼-混凝土組

3、合梁延性的因素做了灰色關(guān)聯(lián)分析，得到了影響延性的主要因素。在此基礎(chǔ)上，利用有限元軟件ANSYS對主要因素對組合梁延性的影響規(guī)律進(jìn)行了定量分析。最后，通過對試驗(yàn)結(jié)果和數(shù)值模擬結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析，建立了U型外包鋼-混凝土組合梁位移延性系數(shù)的計(jì)算公式，計(jì)算結(jié)果與實(shí)測結(jié)果吻合良好。試驗(yàn)和分析結(jié)果表明，U型外包鋼-混凝土組合梁的延性系數(shù)大小主要取決于它的破壞形態(tài)，組合梁的位移延性系數(shù)在2.8～4.3變化。對于發(fā)生正截面破壞的U型外包鋼-混凝土組合梁，