腹板两侧部分填充混凝土新型预制组合梁受弯性能试验研究

为探讨腹板两侧部分填充混凝土新型预制组合梁的受弯性能,制作两个新型预制组合梁试件和两个对比梁试件,对比梁分别为工字钢梁和传统部分外包混凝土组合梁。通过改变新型预制组合梁翼缘内侧填充混凝土厚度,研究其裂缝分布、荷载-应变变化规律和受弯承载力。结果表明:腹板两侧部分填充混凝土新型预制组合梁具有较好的受弯承载力,改变翼缘内侧填充混凝土厚度对组合梁极限承载力的影响不显著;新型预制组合梁与传统部分外包混凝土组合梁相比,在不降低组合梁屈服承载力和极限承载力的同时,混凝土用量和组合梁自重分别降低了63.5%和50.67%,具有良好的经济效益。基于试验结果,提出了新型预制组合梁截面受弯承载力计算公式,公式计算值与试验值吻合良好。

新型部分填充钢-混凝土组合梁受剪性能试验及有限元模拟研究

采用合理的材料本构关系,利用ABAQUS有限元软件建立足尺有限元模型,对新型部分填充钢-混凝土组合梁进行受剪承载力分析。结合试验研究,通过改变剪跨比、型钢强度等级、梁高度、型钢腹板厚度、翼缘栓钉间距等因素对新型组合梁组合截面受剪承载力进行了研究。结果表明,新型组合梁有较好的受剪承载力,混凝土强度等级和新型组合梁高度对峰值承载力的影响不显著,但混凝土显著提高了新型组合梁的整体稳定性;而新型组合梁高度每增加50mm,其峰值剪力值约提高7%~21%;型钢腹板厚度每增大2mm,新型组合梁峰值剪力就提高10%左右,腹板对其受剪承载力影响较大。运用叠加原理,结合腹板、翼缘内侧混凝土、翼缘栓钉和箍筋的受剪贡献,对《组合结构设计规范》(JGJ 138—2016)中组合梁截面受剪承载力计算公式进行了优化。结果表明,修正后的计算公式具有良好精度。

主钢件腹板开孔对部分包覆钢-混凝土组合梁性能的影响

部分包覆钢-混凝土组合梁(简称PEC梁)中主钢件腹板开孔时,构件厂浇筑混凝土可一次成形,且钢腹板两侧混凝土整体性好,但钢腹板开孔也带来应力集中等问题。本文研究了主钢件腹板开孔对PEC受弯性能、抗震性能的影响。结果表明:对比钢腹板未开孔的PEC梁,钢腹板开六边形孔、圆孔的PEC梁的抗弯承载力分别降低了15%、7%,延性也有所降低,但钢腹板开圆孔时PEC梁的延性仅略有降低;钢腹板开孔导致PEC梁的弯矩-转角滞回曲线由轻微的捏拢现象,但滞回曲线总体上依然饱满,表现出良好抗震性能;此外,在往复荷载作用下,钢腹板开孔将导致孔洞附近混凝土出现“X”状斜裂缝、以及主钢件最大削弱截面处翼缘拉断。

部分充填混凝土窄幅钢箱连续组合梁负弯矩区局部屈曲分析与试验研究

部分充填混凝土窄幅钢箱连续组合梁主要由钢筋混凝土翼板、下箱室充填混凝土的窄幅钢箱梁和抗剪连接件组成。通过2根部分充填混凝土窄幅钢箱组合梁弯曲性能试验研究,对比考察了部分充填混凝土窄幅钢箱连续组合梁负弯矩区的受力全过程,分析了组合梁钢板的局部屈曲特征,给出了钢梁腹板屈曲应力的简化计算模型。试验结果表明,钢箱内部分充填混凝土可以有效地提高负弯矩区的抗弯性能、梁的整体延性性能和受压区钢梁的稳定性,能够显著地改善钢板的局部屈曲性能。