正负弯矩荷载作用下的钢-混凝土组合梁静力性能分析

为分析钢-混凝土组合梁在分别承受正弯矩和负弯矩2种荷载下的破坏形式和受力性能,设计制作了2片组合梁试件并进行了相关试验研究。试验表明,2种荷载模式下,组合梁受力均呈现出弹性、弹塑性和破坏3个阶段,且组合梁在负弯矩荷载作用下更易引起开裂。同时,2种荷载模式下的界面滑移分布规律不一致,正弯矩作用下的相对滑移最大值出现在靠近梁端处,而负弯矩作用下的相对滑移最大值出现在跨中处。

疲劳荷载作用下钢-混凝土组合梁变形计算

为了对钢-混凝土组合梁在疲劳荷载作用下的弹性挠度和残余挠度分析,建立了组合梁疲劳荷载下的非连续传力模型。通过建立钢材和栓钉等材料的疲劳损伤退化模型,对组合梁在疲劳荷载情况下沿梁长方向的滑移分布情况和跨中挠度进行了计算。结合不同连接程度的组合梁疲劳试验数据,进行了参数分析,并验证了方法的可靠性。提出了疲劳荷载作用下钢-混凝土组合梁变形计算公式,采用该模型计算的滑移值、弹性挠度值与试验值有较高的吻合度。当考虑沿梁长方向各排栓钉的刚度退化情况时,对于组合梁变形计算有较大的影响。通过混凝土承担的轴力和弯矩可知,疲劳荷载作用下,栓钉承载能力降低造成组合梁截面曲率增大,刚度降低,自身截面刚度的退化影响较小。计算结果表明:在疲劳荷载加载时,组合梁界面栓钉出现剪力重分布现象,跨中栓钉承担的剪力由小变大,靠近梁端栓钉承担的剪力由大变小,且呈非线性变化趋势。当接近组合梁疲劳寿命时,组合梁跨中变形、截面滑移都呈指数型上升趋势。当达到疲劳寿命时,梁端栓钉承担的剪力急剧下降,最终造成以栓钉剪切疲劳破坏形式的组合梁疲劳破坏。该方法可供实际试验和工程实际参考。