冷弯薄壁卷边型钢-混凝土组合梁受弯承载力数值模拟分析

冷弯薄壁型钢常被应用于轻钢结构建筑中,本身具备良好的受力性能、承载能力、轻质高强、便于施工安装,但国内对于冷弯薄壁卷边型钢以及混凝土的组合结构研究较少。为了研究冷弯薄壁卷边型钢-混凝土组合梁结构的受弯性能,通过有限元软件建立三维模型进行数值分析研究。通过对比同截面高度、用钢量情况下以及与工字形钢-混凝土组合梁结构构件的受力性能之间的差异,分析冷弯薄壁卷边型钢-混凝土组合梁的受力变形机理。研究结果表明:卷边型钢对于混凝土的约束作用能够较大程度提升组合梁的受弯承载能力;同截面高度的情况下,冷弯薄壁卷边型钢-混凝土组合梁比工字形钢-混凝土组合梁的受弯承载能力高;同用钢量情况下,有构造措施的腹板开槽冷弯薄壁卷边型钢-混凝土组合梁的受弯承载能力远高于实腹的冷弯薄壁卷边型钢-混凝土组合梁;FL梁比同截面高度的PEC梁承载能力低12.7%,但前者比后者用钢量少了29.8%。

新型钢-混凝土组合梁抗剪性能试验

提出了一种新型钢-混凝土组合梁,即取消传统钢-混凝土组合梁钢部件的上翼缘,在腹板上开洞,并在混凝土翼板中布置蛇形钢筋;对3根不同剪跨比的新型钢-混凝土组合梁的抗剪性能进行了试验研究,并与1根普通栓钉组合梁进行了对比;分析了剪跨比对新型钢-混凝土组合梁的破坏形态、变形能力及抗剪承载力的影响,并对新型组合梁的破坏机理和受力特点进行了详细阐述。结果表明:新型钢-混凝土组合梁相对于栓钉组合梁具有较高的抗剪承载力和变形能力。

型钢-混凝土组合梁加固和粘钢加固的对比分析

基于型钢-混凝土组合梁和粘钢加固框架梁的受力机理,分析比较两种加固方法的承载力极限值,提出各自的适用范围。经工程验证,分析结果符合实际情况,合理实用。

大尺度预应力型钢-混凝土组合梁变形性能参数分析

为研究大尺度预应力型钢-混凝土组合梁变形性能,对已有试验的预应力型钢-混凝土组合梁建立模型,验证建模分析的可靠性。基于分析结果,设计7根大尺度预应力型钢-混凝土组合梁构件,考虑型钢对混凝土区域约束效应的影响,将混凝土划分为"核心"区和"非核心"区,采用不同的本构关系模型,分析其变形性能,探讨型钢含钢量、预应力度、混凝土强度等级等参数的变化对模拟梁变形性能的影响。数值分析结果表明:型钢含钢量和预应力度的增强能够有效地提高构件抗变形性能。提出考虑核心约束效应的预应力型钢-混凝土组合梁新型建模分析方法,为工程实践提供依据的同时,也为大尺度预应力型钢-混凝土组合梁变形设计提供参考。

型钢-混凝土组合梁桥面连续抗裂性能

为了掌握常规设计方法下型钢-混凝土组合梁桥面连续的开裂特征和破坏模式,从而优化结构设计,对此类结构开展足尺模型试验和有限元分析。试验结果表明:常规设计方法下桥面连续构造抗裂性能差,在较低荷载下便会出现开裂;裂缝分布集中在桥面连续区域1.2 m范围内,裂缝数量少;试件破坏模式是剪力钉被剪断随后连接板钢筋屈服。基于试验结果,建立有限元模型进行进一步分析,分析结果表明:与不考虑滑移的梁相比,考虑滑移的组合梁的开裂荷载将提高,极限荷载取决于剪力连接件抗剪强度;栓钉间距、连接板厚度的增加能提高桥面连续的开裂荷载和极限承载力,栓钉直径对桥面连续的开裂荷载影响不大,但对其承载力影响较大;连接板底部与钢梁做无粘接处理可以大幅提高桥面连续开裂荷载。

π型钢-混凝土组合梁界面的疲劳损伤监测

π型钢-混凝土组合梁新型结构在服役期间长期处于疲劳荷载作用下,对其界面进行疲劳损伤监测是很有必要的。提出了一种基于压电陶瓷的主动传感波动监测方法并进行了监测试验,该方法通过对比每个传感器在健康状态以及不同疲劳加载次数状况下所接收到的时域信号和小波包能量的变化,来判断π型钢-混凝土组合梁界面的损伤状态。试验结果表明,增加循环荷载的疲劳次数,各传感器响应信号的时域信号幅值和小波包能量都会呈现出整体下降的趋势;时域信号分析和小波包能量分析均能反映试件的损伤程度,且小波包能量分析方法的敏感程度更高;π型钢-混凝土组合梁界面具有较好的疲劳黏结性能,基于压电陶瓷的主动传感监测方法具有可行性。

T型钢-混凝土组合梁研究综述

在分析现今五种主要的组合梁优缺点的基础上，提出了一种新型的组合梁一T型钢一混凝土组合梁：较为阐述了T型钢-混凝土组合梁的优缺点和在国内外的研究现状，分析了T型钢一混凝土组合梁需要进一步研究的问题。

型钢-混凝土组合梁在结构加固中的应用

本文通过对某工程预应力无梁楼盖采用型钢-混凝土组合梁进行加固。在加固施工中采取支顶卸荷、顶升等一系列措施保证了施工质量,经竣工后的定期检观测,该工程未出现楼板裂缝及异常变形,加固后结构受力性能良好,较好的满足了原设计使用功能的要求。

热轧型钢-混凝土组合梁在危桥改造工程中的应用

某桥位于朝阳市,由于运营年限较长,且重载交通较多,桥梁病害较为严重,该桥半幅已封闭交通,经过专家评审,该桥上部重新改建。改建方案采用型钢-混凝土组合梁设计,计算并验证了热轧型钢-混凝土组合梁的强度、刚度及稳定性,根据改建后桥梁运营状况的跟踪反馈,验证了热轧型钢-混凝土组合梁施工的高效性以及结构整体受力性能合理性,对桥梁建设施工标准化、规范化、精细化具有积极的推动作用。

薄壁型钢-混凝土组合梁弹性强度的理论计算

文章针对普通的钢-混凝土组合梁存在混凝土和型钢之间滑移大、竖向掀起大、横向稳定性差等问题,从而提出了薄壁型钢-混凝土组合梁。为研究其弹性受弯承载力,采用应力积分法和换算截面法分别建立了薄壁型钢-混凝土组合梁的弹性受弯承载力。根据试验结果,验证了薄壁型钢-混凝土组合梁的弹性受弯承载力计算公式。

T型钢-混凝土组合梁试验研究与有限元分析

提出一种T型钢-混凝土组合梁,以单、双向T型钢梁(TSB-1、TSB-2)和单、双向T型钢-混凝土组合梁(TCB-1、TCB-2)为对象,通过试验和有限元分析研究了其极限承载力和弹性刚度。结果表明,TSB-2的极限承载力是TSB-1的1.81倍,弹性刚度比值为2.29;TCB-2的极限承载力是TCB-1的2.03倍,弹性刚度比值为2.21,说明双向T型钢梁或T型钢-混凝土组合梁都比单向更有优势。TCB-1与TSB-1的极限承载力和弹性刚度的比值分别为4.40和10.18,TCB-2与TSB-2的极限承载力和弹性刚度的比值分别为4.94和9.82。T型钢-混凝土组合梁与原T型钢梁相比,其极限承载力和弹性刚度均得到了极大的提升。TSB-1、TSB-2、TCB-1和TCB-2的弹性刚度、极限承载力的有限元分析与试验结果较为接近,证明了有限元建模方法的正确性和合理性。

型钢组合梁梁端构造连接性能试验与优化设计研究

为解决组合梁梁端钢与混凝土连接性能设计要求与梁端布置空间局促之间的矛盾,避免型钢梁端锈蚀劣化等问题,提出现浇钢骨混凝土和剪力钉协同的组合梁梁端连接新型构造。为检验该种新型梁端构造连接力学性能,对基本还原依托工程桥梁梁端局部区域结构形式的子结构足尺模型开展试验研究,并针对试验研究和工程实践中发现的问题,探究型钢-混凝土组合梁梁端构造优化设计方法。

工字型钢-混凝土连续组合梁腹板局部稳定性分析

对工字型钢-混凝土连续组合梁负弯矩区腹板在复合应力作用下的力学性能进行了研究,提出了工字型组合梁腹板在复合应力作用下的局部稳定性计算模型,建立了相应的临界屈曲应力计算公式;基于组合梁腹板的稳定性特点和偏心受压与剪切作用下的相关方程,计算了工字型组合梁腹板在复合应力状态下的弹性屈曲因数,采用势能驻值原理分析得出了连续组合梁负弯矩区腹板稳定的临界应力,提出了弹性受力阶段腹板不设横向加劲肋的高厚比限值。计算结果表明:该计算方法有广泛的适用性,且大部分情况下可以放宽对高厚比的限制,为工字型组合梁负弯矩区腹板的合理优化设计提供了参考。

考虑轴力作用下的型钢-混凝土组合梁抗弯承载力计算

为解决基坑钢支撑体系中型钢-混凝土组合梁的承载力计算问题,基于塑性设计理论及若干假定,推导出考虑轴力作用下的钢-混凝土组合梁的抗弯承载力计算公式,公式具有普遍适用性,并与试验结果对比,两者吻合较好,表明本文给出的计算公式是可靠的。对计算公式进行归纳、统一,表明当轴力变化时,M;-δ(轴力作用点和塑性中和轴之间的距离)是一条或由多条二次抛物线组成的曲线,且抛物线开口向下。δ越小,M;越大,当δ等于零时,承载力最大,并给出相应的轴力计算公式。M;-N曲率主要由组合梁宽度、材料强度决定,其值越大,曲率越小,曲线越平。

型钢—混凝土组合梁在震后加固工程中的应用研究

型钢—混凝土组合梁是组合梁加固技术的一种,具有施工方便、湿作业少、周期短等优势。本文对型钢—混凝土组合梁在汶川地震后绵阳中学某教学楼震后维修加固工程中的应用进行了研究。

薄壁U型钢-混凝土组合梁抗剪性能的试验研究

钢与混凝土组合梁因承载力高等特性在工程中得到了广泛的应用,薄壁U钢-混凝土梁正是其中一种特殊构件。为综合分析不同条件下薄壁U型钢的剪切性能、屈曲破坏模态等,观察梁随着荷载的施加受力的传递过程及破坏特征,进行了8根简支组合梁的抗剪性能的试验研究。结果表明,相对于普通混凝土组合梁及纯钢梁,薄壁U钢-混凝土梁剪切破坏有较好的延性,钢梁腹板因内填混凝土屈曲模态由三个屈曲半波变成一个屈曲半波,承载力得到大幅度提高;与普通钢-混凝土组合梁相比,薄壁U型钢-混凝土组合梁在剪跨比小于2时即会发生弯曲破坏。

H型钢-再生混凝土板组合梁抗剪性能试验

目前H型钢-再生混凝土板组合梁抗剪性能的试验研究较少。进行了5个H型钢-再生混凝土板组合梁足尺试件抗剪性能试验,各试件尺寸一致:梁净跨3 000 mm,H型钢型号采用HN200×200×6×6,再生混凝土板宽300 mm、厚100 mm;H型钢与再生混凝土板通过栓钉连接。试件的再生粗骨料取代率分为0%、50%、100%,混凝土强度等级分为C30、C60。对比分析了不同设计参数试件的抗剪性能,以及设计参数对试件抗剪性能的影响,结果表明:H型钢-再生混凝土板组合梁,采用栓钉连接构造受力可靠,H型钢与再生混凝土板共同工作性能良好;不同再生粗骨料取代率下H型钢-再生混凝土板组合梁受剪性能和破坏形态接近;提高再生混凝土强度可以显著提高试件的抗剪承载力、刚度和变形能力。

界面滑移效应下钢-混凝土组合梁总剪力和挠度

推导了钢-混凝土组合梁挠度和界面连接件承受抗滑移总剪力的计算公式。应用本公式计算结果与文[1]按Goodman理论和文[2]按折减刚度法计算组合梁的挠度值很吻合。计算帽形冷弯薄壁型钢-混凝土组合梁的挠度时,由于帽形冷弯薄壁型钢受拉,其凹槽中的混凝土随受拉开裂退出工作,应用本文公式计算此类型钢-混凝土组合梁的挠度,挠度公式中惯性矩只须不计帽形型钢凹槽中受拉开裂的混凝土,这样计算的挠度与[3]文试验帽形冷弯薄壁型钢-混凝土组合梁的实测挠度值很吻合,说明本文计算钢-混凝土组合梁挠度和连接件承受总剪力的公式准确可靠。

型钢—混凝土组合梁在某改造加固工程中的应用

本文就型钢－混凝土组合梁在实际改造加固工程中的应用进行了详细的论述.通过不同加固方法的对比分析，说明了型钢－混凝土组合梁在砖混结构改造加固中的优越性。

钢-混凝土组合箱梁的侧向屈曲

本文通过对组合箱梁侧向失稳形式的理论分析,提出组合箱梁稳定性分析的计算模型,采用能量法对钢-混凝土组合箱梁负弯矩区的侧向稳定性进行探讨,推导在等端弯矩作用下组合箱梁在弹性受力阶段时的临界失稳弯矩计算公式,确定箱型组合梁负弯矩区稳定设计的修正方法和建议意见,通过研究对比表明本文提出的计算公式比现行组合梁的稳定理论和计算方法具有更高的可靠性和经济性。