簡(jiǎn)支鋼-混凝土組合梁彈塑性階段有效寬度分析研究.pdf

1、組合結(jié)構(gòu)是近幾十年來(lái)發(fā)展較快的一種結(jié)構(gòu)形式。鋼一混凝土組合梁是其基本構(gòu)件之一。它是通過(guò)剪力連接件把鋼筋混凝土板和鋼梁組合在一起，使之成為整體而共同工作的受彎構(gòu)件。因?yàn)殇撘换炷两M合梁充分發(fā)揮了鋼梁受拉混凝土受壓的特性，對(duì)于重荷、大跨和建筑上要求梁截面高度低的梁更顯示出它的優(yōu)越性。鋼一混凝土組合梁具有較大的應(yīng)用范圍，是工程中較為普遍、適用的簡(jiǎn)單構(gòu)件。 在鋼一混凝土組合梁的計(jì)算理論中，混凝土翼板的有效寬度是一個(gè)極其重要的截面特征量，

2、它的取值直接影響到組合梁的承載力及撓度的計(jì)算。因?yàn)榧袅?yīng)的存在，混凝土翼板中縱向應(yīng)力沿橫向的分布并不是如材料力學(xué)分析時(shí)的那樣處處相等，而是翼板中間位置的應(yīng)力要大于一定距離處的應(yīng)力，而非均勻分布。國(guó)內(nèi)外對(duì)組合梁混凝土翼板有效寬度的研究，彈性分析較多?，F(xiàn)今規(guī)范規(guī)定的有效寬度的取值也是基于彈性分析給出的結(jié)果。但組合梁受載時(shí)塑性階段的內(nèi)力重分布能夠極大的提高組合梁的承載力。所以，使用基于彈性分析的結(jié)果計(jì)算組合梁的極限承載力，這就加大了計(jì)算誤

3、差。影響有效寬度取值的因素較為復(fù)雜，因?yàn)橘Y金等方面的問(wèn)題，用試驗(yàn)研究的手段難以對(duì)組合梁有效寬度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)意義上的精確分析。 近年來(lái)，對(duì)有限元方法的研究逐步深入，各種大型有限元軟件也發(fā)展很快。因?yàn)槠浣柚?jì)算機(jī)快速求解方程的優(yōu)點(diǎn)，使得對(duì)非線性方程組在一定精度內(nèi)的求解成為可能。研究者越來(lái)越多地采用有限元方法來(lái)替代試驗(yàn)研究，這已經(jīng)成為工程人員可選用的一種研究手段。本方采用有限元分析的方法對(duì)某文獻(xiàn)試驗(yàn)組合梁進(jìn)行了非線性有限元分析模擬。計(jì)算結(jié)

4、果表明，有限元方法的分析結(jié)果足夠精確，能夠滿足工程研究的要求。 為了較為系統(tǒng)地研究組合梁塑性階段有效寬度的取值，針對(duì)上述各個(gè)因素的影響，本文設(shè)計(jì)了二十多根鋼一混凝土組合梁，分別分析了組合梁的寬跨比、混凝土板厚、剪力連接程度、混凝土強(qiáng)度等級(jí)、鋼材屈服強(qiáng)度、荷載作用形式對(duì)組合梁彈性及塑性階段有效寬度的影響。對(duì)組合梁的加載全過(guò)程進(jìn)行了非線性有限元分析模擬，計(jì)算出各個(gè)階段不同荷載值時(shí)的組合梁跨中截面混凝土板的有效寬度，得到塑性階段時(shí)組有