鋼—混凝土組合梁混凝土翼板有效寬度試驗(yàn)研究.pdf

1、鋼-混凝土組合梁具有自重輕、經(jīng)濟(jì)性能好、施工方便等優(yōu)點(diǎn),在工程實(shí)踐中得到日益廣泛的應(yīng)用。對于鋼-混凝土組合梁設(shè)計(jì)來說,合理確定混凝土板的有效寬度是十分關(guān)鍵的。混凝土翼緣中的剪應(yīng)變使橫截面不能維持平截面狀態(tài),同時(shí)引起沿板寬方向正應(yīng)力的不均勻分布,也就是通常所說的“剪力滯后”現(xiàn)象?，F(xiàn)行規(guī)范也采用有效寬度的概念來解決這個(gè)問題。板的有效寬度是一種折算寬度,它既不是板的實(shí)際參與寬度,也不是板在組合梁抗彎時(shí)所能達(dá)到的屈服寬度。板的有效寬度實(shí)際上是按

2、抗彎能力等效的原則得到的一種折算寬度,假定該范圍內(nèi)板完全參與受彎(即考慮達(dá)到屈服)。但問題是組合梁有效寬度的概念是在組成材料為線彈性的前提下引入的,而且世界各國規(guī)范采用的經(jīng)驗(yàn)性公式都是基于彈性分析結(jié)果而得出的。在實(shí)際結(jié)構(gòu)中影響該取值變動(dòng)的因素很多,有效寬度也會隨荷載增加而變化,尤其是由于混凝土的受壓屈服,在塑性極限狀態(tài)下翼緣中應(yīng)力分布趨于均勻,有效寬度值通常要大于彈性階段。 本文通過對兩種不同寬跨比的組合梁進(jìn)行單調(diào)加載靜力試驗(yàn)研

3、究,觀察并分析試件在各個(gè)受力階段的破壞形態(tài)、變形性能、控制截面應(yīng)變、滑移特征等實(shí)測數(shù)據(jù),注重總結(jié)了混凝土翼板的應(yīng)變及應(yīng)力分布特征。 本文采用有限元分析軟件ANSYS對試件的受力一變形全過程進(jìn)行了數(shù)值模擬,并與試驗(yàn)進(jìn)行了比較,結(jié)果吻合良好。為了較為全面地探討組合梁有效寬度的合理取值,本文確定了35根鋼-混凝土組合梁模型,以寬跨比、荷載類型、剪力連接程度、板厚、混凝土強(qiáng)度等級、鋼材屈服強(qiáng)度、鋼梁截面尺寸等指標(biāo)為參數(shù),系統(tǒng)地分析了各參

4、數(shù)對組合梁彈性及塑性階段有效寬度的影響。對組合梁的加載全過程進(jìn)行了非線性有限元模擬,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,得到了塑性階段時(shí)的有效寬度的大量數(shù)據(jù),并與彈性階段進(jìn)行了多參數(shù)的比較。塑性階段值普遍大于彈性值是因?yàn)檫_(dá)到塑性階段時(shí),截面應(yīng)力發(fā)生重分布,整個(gè)截面應(yīng)力分布趨于均勻,有效寬度值增大。 最后本文在比較各國規(guī)范對組合梁有效翼緣寬度取值差別的基礎(chǔ)上,根據(jù)有限元模擬分析的系列結(jié)果提出了彈性階段及塑