新型鋼—混凝土組合結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、本文對多排預(yù)應(yīng)力波形鋼腹板組合挑梁和鋼-混凝土組合蜂窩梁兩種新型的組合結(jié)構(gòu)進行了試驗研究和理論分析，主要包括組合挑梁的收縮徐變效應(yīng)、組合挑梁的荷載橫向分布、組合挑梁翼緣穩(wěn)定性能、組合蜂窩梁的應(yīng)力和撓度計算、開孔腹板抗剪承載能力分析、組合蜂窩梁極限承載能力的研究。主要做了以下工作：
　　(1)對大比例組合挑梁組合蜂窩梁兩種試驗?zāi)Ｐ瓦M行靜載試驗，研究了組合挑梁的荷載橫向分布規(guī)律、組合挑梁的極限承載能力、組合蜂窩梁的應(yīng)力、變形規(guī)律，組合

2、蜂窩梁的極限承載能力。試驗結(jié)果對兩種新型組合結(jié)構(gòu)的設(shè)計有很好的參考意義。
　　(2)根據(jù)波形鋼腹板的特征，忽略其抗彎剛度和采用“擬平截面假定”推導(dǎo)了考慮徐變和收縮效應(yīng)的波形鋼腹板組合挑梁截面應(yīng)力計算公式，并通過實橋算例，對比研究了該結(jié)構(gòu)和常規(guī)組合挑梁的徐變收縮效應(yīng)和預(yù)應(yīng)力加載效率，結(jié)果表明預(yù)應(yīng)力波形鋼腹板組合挑梁結(jié)構(gòu)因徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失大為減少，且對收縮作用的影響不敏感，具有更高的預(yù)應(yīng)力加載效率。
　　(3)根據(jù)荷載橫向分

3、布理論提出了修正的彈性支承連續(xù)梁法和修正的剛接梁法以計算組合挑梁的荷載橫向分布系數(shù)，通過試驗研究和有限元分析，驗證了計算理論的正確性，并結(jié)合實橋算例，綜合徐變收縮的作用，進一步說明了該結(jié)構(gòu)的抗裂安全性。
　　(4)對波形鋼腹板組合挑梁受壓翼緣板的穩(wěn)定性進行了研究，分析了波形參數(shù)對其彈性屈曲應(yīng)力的影響，建議了翼緣板的寬厚比限值，并對不同參數(shù)模型的翼緣板抗壓承載能力進行了計算，探討了初始缺陷對其承載能力的影響，最后結(jié)合兩種組合的承載力

4、試驗，考察了組合挑梁的變形特征、破壞形態(tài)和極限狀態(tài)。
　　(5)組合蜂窩梁由于腹板的非連續(xù)性，應(yīng)力分布十分復(fù)雜，本文采用費氏空腹桁架理論，推導(dǎo)了鋼-混凝土組合蜂窩梁應(yīng)力簡化計算公式，與試驗結(jié)果的比較說明，公式能夠較準(zhǔn)確地計算出腹板圓孔邊緣環(huán)向應(yīng)力的最大值及其位置，簡化計算公式對于分析組合蜂窩梁彈性階段的強度是適用的。同時，基于費氏空腹桁架理論，提出了組合蜂窩梁變形的計算公式，與試驗結(jié)果和有限元結(jié)果的對比分析表明，該方法精度可以滿足

5、工程要求。
　　(6)對組合蜂窩梁開孔腹板的抗剪能力進行了研究，運用通用有限元分析程序?qū)Ω鞣N邊界條件下的開孔腹板彈性剪切屈曲性能進行了分析，引入考慮了徑高比和寬高比的修正系數(shù)，對實腹板剪切屈曲系數(shù)加以修正，提出了開孔腹板剪切屈曲系數(shù)的計算公式，并在分析中量化了翼緣對腹板的約束作用；建立起開孔腹板抗剪極限承載能力的空間有限元模型，考慮幾何、材料雙重非線性對開孔腹板進行了大量的計算分析，提出了開孔腹板抗剪極限承載力的計算公式，同時對翼

6、緣剛度、初始幾何缺陷和殘余應(yīng)力對開孔板抗剪承載力的影響進行了探討，得到一些有益的結(jié)論。
　　(7)對鋼-混凝土組合蜂窩梁的極限承載能力進行了理論分析、空間有限元分析和試驗研究。推導(dǎo)出計入環(huán)向加勁肋前后鋼-混凝土組合蜂窩梁承載能力簡化計算公式，通過算例說明了運用公式進行計算的方法；結(jié)合組合蜂窩梁的特點，選用合適的單元模型和材料的本構(gòu)關(guān)系，建立組合蜂窩梁的空間有限元分析模型，對組合蜂窩梁極限承載力進行非線性有限元全過程分析；對組合蜂窩