鋼與高強(qiáng)混凝土組合梁力學(xué)行為研究.pdf

1、鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)是繼鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)之后出現(xiàn)的新型結(jié)構(gòu)形式，近年來的工程實(shí)踐證明，鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)兼有鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。鋼與高強(qiáng)混凝土組合梁是通過剪力連接件將鋼梁與高強(qiáng)混凝土板組合而共同工作的一種新型組合梁。由于高強(qiáng)混凝土具有強(qiáng)度高、變形及徐變系數(shù)小，抗?jié)B抗腐蝕性能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在工程中越來越得到廣泛的應(yīng)用，受到全世界土木工程界的高度重視，是當(dāng)代混凝土改性和組合結(jié)構(gòu)研究的主要方向。但同時(shí)，高強(qiáng)混凝土具有延性較差、脆性大

2、、破壞突然等缺點(diǎn)，嚴(yán)重阻礙了高強(qiáng)混凝土在實(shí)際建筑工程中的推廣與應(yīng)用。采用鋼與高強(qiáng)混凝土組合梁是解決上述問題的較好方式，它能充分發(fā)揮和利用鋼材所具有的優(yōu)越的抗拉性能和高強(qiáng)混凝土所具有的優(yōu)越的抗壓性能，從而使材料的性能得到充分合理地利用，使構(gòu)件自重進(jìn)一步降低，截面尺寸進(jìn)一步減小，結(jié)構(gòu)受力性能好，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)先進(jìn)，有利于工業(yè)化生產(chǎn)，能夠適應(yīng)現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)向大跨、重載、高聳發(fā)展和承受惡劣環(huán)境條件的需要，是一種很有前途的新一代組合梁。國(guó)內(nèi)外對(duì)鋼與普

3、通混凝土組合梁、鋼與輕骨料混凝土組合梁性能進(jìn)行了大量的研究，而對(duì)鋼與高強(qiáng)混凝土組合梁的研究尚不多見。基于此，本文就鋼與高強(qiáng)混凝土組合梁的力學(xué)行為進(jìn)行了研究。 通過鋼與高強(qiáng)混凝土組合梁的試驗(yàn)，研究其變形發(fā)展過程，并同鋼與普通混凝土組合梁的變形發(fā)展過程進(jìn)行對(duì)比分析，得到組合梁交接面滑移沿梁長(zhǎng)分布曲線，研究其分布規(guī)律；得到組合梁跨中截面混凝土板與鋼梁的應(yīng)變隨荷載變化曲線，研究鋼與高強(qiáng)混凝土組合梁工作過程；對(duì)組合梁混凝土板內(nèi)鋼筋進(jìn)行應(yīng)變

4、分析。 闡述鋼與高強(qiáng)混凝土組合梁的彈塑性設(shè)計(jì)方法；對(duì)鋼與高強(qiáng)混凝土組合梁的抗裂性能進(jìn)行研究，建立鋼與高強(qiáng)混凝土組合梁開裂荷載計(jì)算公式，公式計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果吻合良好；給出鋼與混凝土組合梁裂縫寬度的計(jì)算公式。 利用彈性分析理論，建立適合于不同工況下鋼與高強(qiáng)混凝土組合梁交接面滑移的計(jì)算公式；建立考慮交接面滑移效應(yīng)影響下的鋼與高強(qiáng)混凝土組合梁變形計(jì)算公式，公式計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果吻合良好。 利用“合成法”研制了鋼與高強(qiáng)混

5、凝土組合梁的非線性分析程序，得到組合梁的荷載-變形關(guān)系曲線，分析其承載力及變形性能。 研制了鋼與高強(qiáng)混凝土組合梁的有限元分析程序，研究組合梁交接面滑移、豎向掀起等性能。 采用ANSYS程序，對(duì)鋼與高強(qiáng)混凝土連續(xù)組合梁進(jìn)行性能研究，研究其變形、交接面滑移與豎向掀起分布規(guī)律；研究連接件強(qiáng)度對(duì)連續(xù)組合梁的影響；連接件的布置方式對(duì)連續(xù)組合梁的影響；抗剪連接度對(duì)連續(xù)組合梁的影響。完善鋼與高強(qiáng)混凝土連續(xù)組合梁中抗剪連接件的設(shè)計(jì)理論。