內(nèi)置鋼箱-混凝土組合梁受力性能與設(shè)計(jì)方法研究.pdf

1、內(nèi)置鋼箱－混凝土組合梁是指采用槽鋼或鋼板焊接成鋼箱，然后在鋼箱外圍綁扎鋼筋骨架并澆筑混凝土而形成的由混凝土、內(nèi)置鋼箱及鋼筋骨架組合而成的梁。內(nèi)置鋼箱－混凝土組合梁既可用于常規(guī)新建工程，也可用于既有房屋的新增套建增層結(jié)構(gòu)一層頂蓋的主梁或次梁，還可用于巨型框架房屋巨型結(jié)構(gòu)層的框架梁或次梁。用于常規(guī)新建結(jié)構(gòu)可明顯降低結(jié)構(gòu)自重。因可在鋼箱下掛底模，并以底模為支承設(shè)置側(cè)模，在施工階段鋼箱可承受流態(tài)混凝土自重及施工荷載，故內(nèi)置鋼箱－混凝土組合梁在用

2、于既有房屋的新增套建增層結(jié)構(gòu)一層頂和巨型框架結(jié)構(gòu)房屋建造時(shí)，可實(shí)現(xiàn)施工階段樓蓋的自承重，以保障在套建增層施工中既有建筑的安全和降低巨型框架結(jié)構(gòu)房屋施工的支撐費(fèi)用，并縮短施工工期。
　　內(nèi)置鋼箱－混凝土組合梁與內(nèi)置 H型鋼－混凝土組合梁相比具有其自身特點(diǎn)，同時(shí)超靜定型鋼－混凝土組合梁的塑性性能研究尚未見系統(tǒng)報(bào)道。針對(duì)這些問題，完成了5根內(nèi)置鋼箱－混凝土簡支組合梁和4根內(nèi)置鋼箱－混凝土連續(xù)組合梁試驗(yàn)，積累了寶貴的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
　　

3、與內(nèi)置 H型鋼－混凝土組合梁相比，內(nèi)置鋼箱－混凝土組合梁單位長度鋼箱與混凝土的接觸面積同鋼箱截面面積的比值相對(duì)較小，且內(nèi)置鋼箱對(duì)其腹板兩側(cè)的混凝土無法形成如內(nèi)置 H型鋼對(duì)混凝土的有效約束。針對(duì)這一特點(diǎn)，在基于平截面假定建立的正截面受彎承載力計(jì)算公式中引入了折減系數(shù)，以考慮內(nèi)置鋼箱－混凝土組合梁正截面受彎承載力相對(duì)較低這一特點(diǎn)。通過對(duì)試驗(yàn)結(jié)果及電算結(jié)果的對(duì)比分析，給出了折減系數(shù)的取值，從而完善了內(nèi)置鋼箱－混凝土組合梁正截面受彎承載力計(jì)算公

4、式。
　　針對(duì)內(nèi)置鋼箱－混凝土組合梁單位長度鋼箱與混凝土的接觸面積相對(duì)較小及鋼箱與混凝土之間粘結(jié)性能相對(duì)較差的特點(diǎn)，通過采用受拉鋼箱與混凝土的實(shí)際接觸面積并引入粘結(jié)性能折減系數(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)內(nèi)置鋼箱－混凝土組合梁平均裂縫間距計(jì)算公式的修正；通過對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，計(jì)算得到了內(nèi)置鋼箱－混凝土組合梁裂縫間混凝土自身伸長對(duì)裂縫寬度的影響系數(shù)取值，得到了反映內(nèi)置鋼箱－混凝土組合梁自身特點(diǎn)的平均裂縫寬度計(jì)算公式；通過裂縫分布直方圖擬合曲線得到了考慮

5、裂縫分布不均勻的擴(kuò)大系數(shù)取值。給出了內(nèi)置鋼箱－混凝土組合梁裂縫寬度計(jì)算公式。
　　針對(duì)內(nèi)置鋼箱－混凝土組合梁鋼箱內(nèi)部中空、內(nèi)置鋼箱對(duì)混凝土無法形成有效約束及鋼箱與混凝土之間滑移相對(duì)較大的特點(diǎn)，提出了內(nèi)置鋼箱－混凝土組合梁的剛度等于內(nèi)置鋼箱對(duì)開裂截面中和軸的剛度與其外圍鋼筋混凝土梁剛度之和的思想，給出內(nèi)置鋼箱－混凝土組合梁剛度計(jì)算公式。
　　一般房屋的框架梁和樓蓋中的連續(xù)次梁是允許按塑性設(shè)計(jì)的。通常超靜定鋼梁可發(fā)生充分的塑性內(nèi)

6、力重分布，可按截面完全達(dá)到塑性進(jìn)行計(jì)算。眾多學(xué)者對(duì)鋼筋混凝土連續(xù)梁板的塑性設(shè)計(jì)進(jìn)行了系統(tǒng)研究，其彎矩調(diào)幅系數(shù)有表可查。在鋼梁和鋼筋混凝土梁板塑性設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，提出了內(nèi)置鋼箱－混凝土連續(xù)組合梁彎矩調(diào)幅對(duì)象的思想，即將支座控制截面彈性彎矩計(jì)算值中高于正截面承載能力極限狀態(tài)下按平截面假定計(jì)算的鋼箱所承擔(dān)彎矩的剩余部分作為彎矩調(diào)幅對(duì)象。基于試驗(yàn)結(jié)果，分別以鋼箱受拉翼緣屈服及受拉縱筋屈服為塑性鉸出現(xiàn)標(biāo)志，提出了與相應(yīng)標(biāo)志對(duì)應(yīng)的等效塑性鉸區(qū)長度的取