新型外包鋼—混凝土組合梁受扭性能試驗研究.pdf

1、新型外包鋼-混凝土組合梁是以較厚鋼板做底板，較薄的冷彎薄壁型鋼做側(cè)板，二者通過焊縫連接形成u形截面，然后在里面澆注混凝土，作為T形截面組合梁的肋部，翼緣為樓板，鋼與混凝土通過可靠連接共同受力的組合構(gòu)件。本文針對此新型外包鋼-混凝土組合梁的受扭性能進(jìn)行了試驗和理論研究，全文所做的工作和相關(guān)研究成果如下： (1)通過5根新型外包鋼一混凝土組合梁的靜力試驗研究(2根純扭、3根彎剪扭)，分析了該類構(gòu)件的破壞形態(tài)、扭矩-扭率曲線、彎矩-撓

2、度曲線、荷載-應(yīng)變曲線、混凝土應(yīng)變分布、鋼筋應(yīng)變分布及鋼板應(yīng)變分布等，初步了解了組合梁受扭時的性能和特點(diǎn)。 (2)純扭作用下，采用塑性理論計算出了組合梁中T形截面混凝土梁的開裂扭矩，利用扭轉(zhuǎn)角相等，計算出鋼梁的貢獻(xiàn)扭矩，從而得到新型組合梁的開裂扭矩。根據(jù)變角空間桁架理論，得到鋼筋混凝土梁純扭極限扭矩計算公式，利用組合梁中混凝土梁和鋼梁破壞前扭轉(zhuǎn)角相同，計算出鋼梁的貢獻(xiàn)扭矩，得到新型外包鋼-混凝土組合梁的極限扭矩。計算了純扭試驗梁

3、的開裂扭矩和極限扭矩，并與試驗結(jié)果進(jìn)行了比較，計算結(jié)果與試驗結(jié)果吻合較好。 (3)將組合梁的抗扭剛度按開裂前彈性階段、開裂后至組合梁屈服時和屈服后到極限狀態(tài)時三個階段來分析，組合梁純扭剛度采用混凝土梁和鋼梁剛度疊加的方法計算?？紤]混凝土梁與U形截面鋼梁的組合作用使鋼梁貢獻(xiàn)扭轉(zhuǎn)剛度提高，本文提出了組合系數(shù)的計算方法，并借助有限元計算結(jié)果，擬合出組合系數(shù)的近似計算公式。將組合梁純扭剛度的計算結(jié)果與試驗結(jié)果進(jìn)行了對比，計算結(jié)果有較高的

4、精度?？紤]彎矩和剪力作用對組合梁扭轉(zhuǎn)剛度的影響，通過比較，本文得出在彎矩和剪力作用下組合梁剛度的建議計算公式。根據(jù)所提公式計算組合梁的扭轉(zhuǎn)剛度，作出三折線和二折線圖形，經(jīng)與試驗曲線對比，說明計算結(jié)果有較高的精度，驗證了理論公式的合理性。 (4)由試驗知，新型外包鋼一混凝土組合梁在彎剪扭復(fù)合作用下，當(dāng)扭彎比較大時，扭矩起控制作用，組合梁將發(fā)生扭型破壞，當(dāng)扭彎比較小時，彎矩起控制作用，組合梁將發(fā)生彎型破壞。本文推導(dǎo)了組合梁在大扭彎比