基于等效曲率的组合梁挠度理论

在考虑钢-混凝土组合梁界面滑移的基础上,根据内力平衡和变形协调的原则,推导了考虑滑移时组合梁的内力分配方程。通过滑移微分方程得到的界面滑移应变,求得截面的附加曲率,再根据界截面曲率相等的原则,提出了基于等效曲率的钢-混凝土组合梁的刚度折减系数计算公式。

考虑滑移效应的组合梁的附加挠度计算研究

对于两端简支组合梁,根据其控制微分方程推导了关于相对滑移的微分方程以及相对滑移与挠度的关系转换公式,结合边界条件得到相对滑移,然后计算弯曲曲率和挠度,得到了附加挠度的理论精确解计算公式。附加曲率法先通过滑移应变除以组合梁高度得到附加曲率,然后计算附加挠度,与其理论精确解对比发现,两者并不一致。根据组合梁的跨中弯曲曲率,得到了弯曲曲率系数的理论计算公式并提出了简化公式。理论分析和算例结果表明,滑移效应产生的附加挠度不可忽略,应用附加曲率法计算组合梁的附加挠度并不可行,其计算值小于理论值,偏于不安全。

组合梁在负弯矩作用下的刚度分析

为探讨组合梁在负弯矩作用下钢梁与混凝土板之间的滑移效应以及混凝土与纵向钢筋之间的粘结滑移对截面刚度的影响,建立了考虑以上两种滑移效应的组合梁受力模型,并结合试验进行了理论推导和对比分析.结果表明,即便按照完全剪力连接设计的组合梁,滑移效应仍在一定程度上产生了附加曲率,使组合梁的截面刚度比按照换算截面法得到的刚度降低(10%(20%左右),在设计时不可忽略.本文同时推导了计算悬臂组合梁挠度的公式,并为有关连续组合梁刚度的进一步试验研究提供了依据.

波形钢腹板梁界面滑移计算公式推导

为了解波形钢腹板箱梁的竖向抗弯性能,分析了波形钢腹板简支梁模型在各种基本荷载作用下的界面滑移状况。假定波形钢板不承受纵向轴力和竖向弯矩,把波形钢腹板梁截面划分为4个独立的理想弹性体,建立了滑移微分方程;通过模拟实际的边界条件,推导出了组合梁模型在均布荷载、跨中集中荷载、两点对称加载作用下的界面滑移表达式,及滑移引起的简支梁附加曲率表达式。以数学公式表达波形钢腹板梁的界面滑移,为波形钢腹板梁的承载力研究奠定了基础。

全预应力混凝土梁长期变形计算

与部分预应力混凝土梁相比,全预应力混凝土梁全截面受压且压应力较高,由于混凝土收缩徐变产生的梁长期变形也更大。该文从按龄期调整的有效模量法出发,将梁沿长度方向细分单元,细分单元长度为截面高度的1倍~2倍,锁定单元节点,分别计算混凝土的收缩、徐变以及预应力筋的松驰对其产生的强迫力值;释放强迫力,并将其反向作用于节点上,求出此时的截面时随应变和附加曲率,进而推导出可用于求解任意时刻的全预应力混凝土梁长期变形的计算公式。基于该课题组和其他研究者试验结果,对该文及国内外规范的计算公式进行了对比分析,结果表明：该文公式计算值与试验结果吻合良好;国内外规范计算值与试验结果的平均误差则明显偏大,且计算结果偏于不安全。