波纹腹板工字钢与混凝土组合梁抗弯承载力的理论分析与试验研究

波纹腹板工字钢与混凝土组合梁是一种新型的组合构件。设计了两种不同截面的组合梁进行试验研究,并对其抗弯承载能力进行了理论分析。分析结果表明,抗剪连接件在波纹腹板工字钢梁与混凝土翼缘板共同工作时起到了重要的作用;波纹腹板工字钢与混凝土组合梁受弯时,波纹腹板弯曲正应力几乎为零,弯矩主要由混凝土板和工字钢梁翼缘承担;波纹腹板工字钢与混凝土组合梁较普通的波纹腹板梁具有较大的延性,在达到弹性范围的屈服强度之后仍具有一定的承载能力,并且其抗弯承载力也较普通波纹腹板工字钢梁有较大的提高。

波纹钢腹板体外预应力混凝土组合梁桥

本文首先对波纹钢腹板体外预应力混凝土组合梁桥的发展概况进行了回顾。

矩形钢管混凝土-波纹腹板组合梁局部受压承载力研究

利用数值模拟方法对矩形钢管混凝土-波纹腹板组合梁(RCFTFG-CW)的局部承压承载力进行研究。建立了在集中荷载作用下RCFTFG-CW与波纹腹板工字形梁(IG-CW)腹板发生局部承压破坏的有限元分析模型。通过与相关文献结果对比,验证了有限元模型的可靠性。利用验证后的有限元模型研究了RCFTFG-CW的局部承压承载力、应力发展过程以及荷载作用位置对承载力的影响。分析了几何尺寸、材料特性、荷载作用长度(沿梁跨度方向)以及波纹展开长度和波长的比值对RCFTFG-CW局部承压承载力的影响。在参数分析的基础上,提出了RCFTFG-CW的局部承压承载力的设计表达式,并利用有限元分析结果验证了公式的准确性。结果表明,与IG-CW相比,RCFTFG-CW具有更高的局部承压承载力;RCFTFG-CW的局部承压承载力分别与钢管混凝土上翼缘等效惯性矩的1/4次方、腹板厚度、波纹展开长度与波长的比值、荷载作用长度呈线性增长关系;所提出的计算公式能够精确预测RCFTFG-CW的局部承压承载力。

波纹腹板预应力U型钢-混凝土组合梁高温性能参数研究

为探索不同参数对波纹腹板预应力U型钢-混凝土组合梁的抗火性能的影响,建立了该类组合梁在高温下的热-力耦合模型,研究了上部混凝土板板宽、板厚及波纹钢腹板波高、波角和平直段长度等几何参数对组合梁抗火性能的影响。结果表明:组合梁高温下的临界状态为形成塑性铰的强度破坏。混凝土板宽度越大,板厚越高,形成的不均匀温度场越明显,削弱了压应力集中现象,提升了组合梁的高温承载力。波纹钢腹板剪弯段承担了主要的剪力,波高越小腹板混凝土的吸热作用越弱,临界状态下钢腹板屈曲变形越明显;波角过大高温下钢腹板抵抗平面外变形能力越强,但会降低下翼缘钢板高温下的利用率;平直段长度对腹板混凝土吸热作用及钢腹板抵抗平面外变形能力影响不明显。高温后预应力拉索发挥主要抗弯作用,预应力比越大,组合梁抗弯刚度越大,高温下组合梁达到的变形限值越小,但对临界温度的影响不明显。

预应力钢-混凝土组合粱的应用与研究

回顾了预应力钢-混凝土组合梁国内外应用与研究历史，分析了现有规范及理论的不足，并指出了有待解决的问题。

波纹钢腹板PC箱梁挠度的影响因素研究

利用有限元分析软件ANSYS,研究波纹钢腹板PC箱梁在对称集中荷载作用下挠度的影响因素,对比分析各参数变化下的荷载—挠度曲线,比较各参数对挠度影响的异同,为波纹钢腹板组合箱梁的设计和应用提供参考。

波纹腹板组合梁抗火性能参数分析

波纹腹板钢-混凝土组合梁相对于传统组合梁具有较高的承载力,在工程中得到了广泛的应用。为了研究波纹钢腹板组合梁在火灾高温作用下抗火性能,采用ABAQUS有限元分析软件建立了波纹腹板组合梁在高温下的热-力耦合模型,通过分析波纹腹板组合梁跨中挠度、梁端轴力随温度变化曲线研究了荷载比、跨高比、腹板波角、转角约束比和轴向约束比对组合梁抗火性能的影响。结果表明:无梁端约束的波纹腹板组合梁在高温作用下,中和轴沿截面高度不断上移,最后形成塑性铰而达到临界状态;波纹腹板组合梁在无转角和轴向约束时,荷载比对波纹腹板钢-混凝土组合梁抗火性能有较大影响,随着荷载比的增加,组合梁临界温度也随之下降;在高温作用下,随着跨高比增大,波纹腹板组合梁临界状态时挠度值也越大;在其他条件相同时,腹板波角越小,说明其越接近平腹板组合梁,在高温作用下腹板越易发生局部失稳,因此抗火性能越差。当波纹腹板组合梁考虑端部约束后,组合梁在相同的荷载比条件下,其临界温度更高,约为无端部约束波纹腹板组合梁临界温度的1. 2~1. 5倍,且达到临界状态时挠度更小,约为无端部约束波纹腹板组合梁临界温度的0. 6~0. 8;波纹腹板组合梁转角约束比越大,跨中挠度下降速率越慢,梁端承受的负弯矩就越大,梁端下翼缘越容易发生受压屈曲破坏;无端部约束的波纹腹板组合梁,当腹板波角为65°时,跨中挠度下降速率最快,而具有端部约束的波纹腹板组合梁在腹板波角为45°时,组合梁挠度最大。