外包内翻U形钢-混凝土简支组合梁负弯矩区有效翼缘宽度分析

外包内翻U形钢-混凝土简支组合梁作为一种新型组合梁,其负弯矩区有效翼缘宽度被研究得甚少。为了探索该种新型组合梁负弯矩区有效翼缘宽度的影响因素,在本课题组负弯矩区受弯性能试验研究的基础上,采用有限元软件ABAQUS分析了有效翼缘宽度的变化规律,并针对跨中截面详细研究了荷载类型、宽跨比(b_(f)/L_(0))和高厚比(h/h_(f))对弹性和弹塑性阶段有效翼缘宽度的影响规律。研究结果表明:不同荷载类型下,均布荷载作用下的有效翼缘宽度大于非均布荷载作用下的有效翼缘宽度;当b_(f)/L_(0)<0.40时,有效翼缘宽度系数β近似等于1.00且不随宽跨比变化,当0.40≤b_(f)/L_(0)≤1.00时,β随宽跨比的增大而近似线性减小,弹塑性阶段的β略大于弹性阶段的β,且减小率小于后者;高厚比对有效翼缘宽度的影响可以忽略。基于有限元分析结果,提出了有效翼缘宽度的简化计算公式,并与《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)中的公式进行了对比。对比结果表明:相较于《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)的计算结果,本文公式的计算结果与有限元计算结果吻合得更好;规范计算结果与另外2种方法的计算结果差别较大,偏于保守。

圆形截面柱组合框架中非对称钢梁截面框架梁梁端极限状态有效翼缘宽度研究

楼板有效翼缘宽度是组合框架梁梁端极限承载力验算的关键参数之一,已有的有效翼缘宽度计算公式存在荷载模式不匹配、等效准则不匹配、无法考虑钢梁截面的非对称性等不足。为此,该文重点讨论了侧向荷载作用下采用圆形截面柱的组合框架中非对称钢梁截面框架梁端的承载力极限状态有效翼缘宽度的计算方法。在有限元软件MSC.MARC(2018)中建立精细化数值模型,通过单变量分析筛选出对有效翼缘宽度有显著影响的关键变量。在合理的取值范围内对这些关键变量进行充分的排列组合,得到一系列的数值算例结果。对这些数值结果进行回归分析,基于前人得出的对称钢梁截面情况的计算公式,保留其基本框架而修改其中相关参数,得出侧向荷载作用下非对称钢梁截面组合框架梁有效翼缘宽度的计算方法。

组合梁桥有效翼缘宽度国内外规范的比较分析

在进行钢-混凝土组合梁设计分析时,考虑到剪力滞效应的影响,常采用翼缘有效宽度的概念计算组合结构的应力和变形。就国内外不同规范对翼缘有效宽度的规定进行了比较,指出了制订翼缘有效宽度所考虑的基本因素,阐明了我国规范和其他规范的差别,并指出我国规范的不足之处。

预应力梁板体系的空间分析及有效翼缘宽度

结合一实际工程 ,建立了较精确的有限元模型 ,对有粘结预应力梁板柱体系进行空间分析 ,得出了结构的应力分布 ,并与现场实测结果进行了比较 ,两者吻合较好。按静力等效原理着重讨论了预应力梁支座截面和跨中截面有效翼缘宽度的合理取值 ,结果表明 ,预应力梁的有效翼缘宽度与结构受力的类型密切相关 ,在预应力等效轴向力作用下比等效横向力和等效集中弯矩作用下梁有效翼缘宽度大许多。另外还值得注意的是 ,在预应力等效荷载作用下 ,采用等代空间框架法分析将无法反映跨中截面板面的拉应力峰值。

钢-混凝土组合框架梁变形计算的有效翼缘宽度

由于剪滞效应的存在,组合框架梁的混凝土翼板不能完全参与共同工作,按照完全组合的换算截面法计算组合梁的变形将得到不安全的计算结果。首先根据弹性理论推导传统的完全组合梁以及剪滞组合梁理论模型的基本方程,并采用有限元软件Msc.Marc对理论模型进行验证,理论结果与有限元计算结果吻合良好,说明理论模型的准确性及合理性。然后基于两个理论模型,提出一种物理意义更为明确的有效翼缘宽度系数的定义,直接用于组合梁的变形计算。研究楼板的宽跨比、楼板宽厚比、板梁高度比以及组合梁高宽比这4个无量纲参数对有效翼缘宽度系数的影响。研究发现,影响有效翼缘宽度系数的关键参数为楼板的宽跨比。在此基础上,提出有效翼缘宽度的计算公式,为组合梁的研究及设计人员提供参考。

翼缘宽度对预期损伤部位采用FRC增强的梁柱组合件破坏机制影响的试验研究及数值模拟

为研究现浇板翼缘宽度和纤维增强混凝土(FRC)材料对框架结构破坏机制的影响,设计制作一组纵梁腹板两侧各6倍和8倍板厚翼缘宽度,且带有横交梁的梁柱组合件,试件的预期损伤部位采用FRC材料,柱梁抗弯承载力比分别取1.2和1.4;对试件进行拟静力试验,考察试件的破坏过程和破坏形态,分析其破坏机制和翼缘板内钢筋的应变分布,研究试件的变形和耗能能力、强度和刚度退化等抗震性能。在试验研究基础上,对试件原型破坏过程进行数值模拟,并进行了参数分析。结果表明,预期损伤部位范围内的梁、柱和板采用FRC材料,在一定程度上可以减小板对梁抗弯承载力影响的范围,易于实现"强柱弱梁"的破坏机制;考虑8倍板厚翼缘宽度的梁柱组合件更易于实现"强柱弱梁"的破坏机制,并且能显著降低其强度退化系数,提高其耗能能力。

现浇混凝土框架梁端截面有效翼缘宽度的试验研究与分析

通过10个现浇混凝土框架节点的低周反复加载试验,研究了现浇楼板对节点受力性能的影响。试验中测量了梁端截面板面钢筋应变的分布规律,分析了梁端截面的有效翼缘宽度,并用DIANA程序对试验节点进行非线性有限元模拟分析,分析与试验结果吻合良好。然后,通过非线性有限元分析研究了层间位移角、板面钢筋材性、梁高、梁跨、板宽、板厚、节点形式等因素对梁端截面有效翼缘宽度的影响。最后,提出了负弯矩作用下梁端截面有效翼缘宽度取值的建议,可供现浇混凝土框架结构抗震设计、鉴定和加固参考。

带翼缘剪力墙有效翼缘宽度的解析解与简化公式

为了研究高层建筑结构中带翼缘剪力墙有效翼缘宽度的取值,本文基于能量变分原理,推导了剪力墙翼缘截面正应力的解析表达式,并依据应力等效原则计算了弹性阶段有效翼缘宽度的解析解。采用有限元方法对一组T形截面剪力墙进行了参数化分析,描述了有效翼缘宽度随加载过程的变化规律。通过引入无量纲剪滞系数β定量描述了剪滞效应随不同设计参数的变化规律。根据有限元计算结果,拟合出了不同受力阶段剪滞系数的经验计算式,考虑边界条件的约束构造出了描述正应力分布的曲线函数,进而推导出不同受力阶段有效翼缘宽的简化计算公式。通过与有限元计算结果的比对验证了简化公式的准确性,为工程设计提供参考。

考虑板筋参与作用的RC框架有效翼缘宽度简化公式

针对现有考虑板筋参与作用的钢筋混凝土框架有效翼缘宽度理论计算公式较复杂、不利于实际应用的问题,文中结合有效翼缘宽度的两个重要影响因素:轴压比和节点类型,设计了不同轴压比的钢筋混凝土空间框架,对各节点类型处的有效翼缘宽度分布规律进行数值回归,得到方便应用于实际设计的有效翼缘宽度简化公式,并提出能更好地实现"大震不倒"设防目标的改进设计建议.文中还对所提出的简化公式和改进设计建议进行了算例验证.结果表明:回归得到的有效翼缘宽度简化公式使用简单、易操作,因而在实际设计中具有可行性;所提出的改进设计建议有利于更好地实现"大震不倒"的设防目标.

预应力混凝土梁有效翼缘宽度取值探讨

比较国内外规范对T形、I形和L形梁的有效翼缘宽度取值的规定,分析预应力混凝土梁板楼盖的受力特点,并结合相关资料,提出后张预应力混凝土梁有效翼缘宽度的取值建议。

单箱双室箱梁有效翼缘宽度的取值研究

为了确定单箱双室箱梁有效翼缘宽度的取值,分别按照中国现有规范中对单箱单室箱梁以及美国AASHTO规范中对单箱多室箱梁有效翼缘宽度取值的规定,对箱梁的刚度进行折减并建立梁格模型。为了对比刚度折减精度,采用有机玻璃模型进行实测研究,建立基于实体单元的有限元数值模型。通过对比不同模型在集中荷载作用下的竖向变形和纵向应力可知,按中国规范刚度折减后的挠度值与试验值相对误差为-4.4%,按美国规范则为4.8%,按中国规范刚度折减后的梁格峰值应力与实体单元数值模拟值的相对误差为-25.0%,计算结果偏小;按美国规范则为-7.2%,在10%以内。当计算单箱双室箱梁的应力时,建议按美国AASHTO规范进行刚度折减。

外包钢-混凝土组合简支梁有效翼缘宽度分析

外包钢-混凝土组合梁在竖向荷载作用下,翼缘板中存在剪力滞后现象。为简化计算,设计中可采用有效翼缘宽度来处理。根据两根外包钢-混凝土组合简支梁试验结果,采用非线性有限元方法对有效翼缘宽度进行分析。外包钢-混凝土组合简支梁有效翼缘宽度的主要影响因素为宽跨比和厚高比,另外,荷载形式、材料强度等对有效翼缘宽度也有一定影响。有效翼缘宽度随荷载大小和沿跨度方向分布均有所变化,弹性和弹塑性阶段有效翼缘宽度大小明显不同。基于数值分析结果,提出了有效翼缘宽度的简化计算式。

带钢板暗支撑混凝土核心筒有效翼缘宽度分析

利用有限元软件ABAQUS对带钢板暗支撑混凝土核心筒进行模拟,计算结果与试验结果吻合较好.在此基础上分析了不同荷载步(位移角)、高宽比、连梁因素、角柱和暗柱型钢率以及暗支撑配钢率对剪力滞后效应的影响,得出了各工况下有效翼缘宽度(最不利情况).结果表明,有效翼缘宽度be在核心筒接近屈服时最小.剪力滞后效应随着高宽比的增加而减弱,be增加.连梁纵筋率及配板率对be的影响甚小,跨高比影响较大,be与之呈正相关.轴压比增大时,有效翼缘宽度增加.角柱型钢率、暗支撑配钢率及暗柱型钢率亦能影响有效翼缘宽度,前两者增加有助于be增加,后者效果较小.

体外预应力钢-混凝土组合梁混凝土有效翼缘宽度

采用有限元方法 ,研究了体外预应力作用下简支组合梁混凝土有效翼缘宽度 ,分析了剪力连接刚度对预应力组合梁有效翼缘宽度的影响和预应力增量的效应。同时对混凝土板收缩、徐变下 。

组合框架梁负弯矩区有效翼缘宽度分析

采用有限元分析方法,考虑了宽跨比、板厚和抗剪连接程度等因素的影响,对静载作用下的组合框架梁负弯矩区的有效翼缘宽度进行了分析,并与我国规范GB50017-2003、欧洲规范EC4和英国规范BS5950计算结果进行比较.结果表明,按我国规范GB50017-2003方法计算组合框架梁负弯矩区有效宽度不够准确,尤其对负弯矩区弹性阶段的有效宽度取值偏高.而按欧洲规范EC4和英国规范BS5950的计算方法取值则偏于保守.

楼盖梁计算翼缘宽度对现浇预应力框架梁抗裂验算的影响

根据结构力学原理,选用不同的计算翼缘宽度,研究了楼层、梁柱线刚度比、恒活载比、预应力筋反弯点位置、梁跨度、梁跨高比、翼缘厚度等各种因素对构件抗裂验算的影响,分析了单跨框架梁计算翼缘宽度的取值对预应力筋配置量、框架梁裂缝控制截面位置的影响。分析表明,框架梁计算翼缘宽度会对框架梁预应力筋配置量有一定的影响,要根据框架梁所在的楼层做相应的调整,调整幅度一般小于1 0 %。框架梁计算翼缘宽度会对底层框架梁控制截面有所改变,但不改变顶层和中间各层框架梁控制截面的位置。

组合框架梁有效翼缘宽度试验分析

钢与混凝土组合梁的设计和分析中,通过引入有效翼缘宽度的概念考虑混凝土翼板中剪力滞后的影响。在组合框架的试验基础上,对组合框架梁的有效翼缘宽度进行了分析,并与我国规范GB50017—2003、欧洲规范4和英国规范BS 5950计算结果进行比较。结果表明,由试验实测应变计算的有效宽度均大于规范取值,而由实测挠度反算的有效宽度均小于规范取值,规范中推荐的有效宽度值用于计算组合框架梁的变形和刚度是偏于不安全的。

英日规范中钢箱梁桥面板有效翼缘宽度的对比分析

中国目前钢箱梁桥面板有效翼缘宽度计算主要参考英国BS 5400规范和日本道路桥示方书,但两国规范存在差异。分析英国BS 5400规范和日本道路桥示方书关于钢箱梁桥面板有效翼缘宽度规定的差别。根据英国和日本的相关规范,分别计算简支梁、连续梁两种结构形式在相同跨径和支撑条件下钢箱梁桥面板有效宽度。对比两国规范差异,指出两国规范制定的细节因素,对借鉴两国规范的经验提出建议。

承载极限状态下组合梁的有效翼缘宽度

考虑到剪力滞效应的影响,在钢-混凝土组合梁设计分析中,常采用翼缘有效宽度的概念计算组合结构的应力和变形。针对简支组合梁,采用非线性有限元方法结合试验比较有效宽度在承载极限状态下及弹性状态下的区别,分析宽跨比、栓钉布置、加载形式等主要因素对有效宽度的影响程度,提出组合梁极限状态下有效宽度取值及不同栓钉布置情况下的取值方法,可供工程设计人员参考。

现浇框架梁端有效翼缘宽度取值研究

为使现浇框架结构能实现"强柱弱梁",我国现行抗震设计规范中明确规定,当计算梁端实配的正截面抗震受弯承载力时应考虑梁端楼板中钢筋的影响,但如何考虑缺乏定量规定。本文以6层框架结构为原型,分别建立了有、无楼板的空间框架模型,并进行一般正常使用状态和多遇地震作用下设计分析,研究了现浇楼板对框架梁配筋的影响。然后,以有楼板框架模型为基础,采用开洞的方式去掉梁端不同宽度范围内的楼板,从而建立一组对比模型,并进行Push-over分析,研究了层间位移角对梁端有效翼缘宽度取值的影响,并建议梁端负弯矩区每侧有效翼缘宽度可取6倍板厚,可为现浇框架结构抗震设计提供参考。