组合梁挠度计算的新方法——有效刚度法

要精确计算弹性剪切连接时组合梁的挠度较为复杂,因而很难得到任意荷载作用下的解析解,一些常用荷载作用下的解析解冗长,计算繁琐.为此,GB 50017—2003《钢结构规范》中提供了一种较为简便的计算方法——抗弯刚度折减法,但用该方法计算时,精度不高,适用范围有局限.为此,提出了组合梁挠度计算的一种新方法——有效刚度法.该方法计算简便、力学概念清晰,且计算精度很高,与精确解析解的误差不超过1.0%;此外,还能给出组合系数的值,能非常直观地评价组合梁组合作用的大小;该方法对剪切连接件的刚度无任何限制,其变化范围可以从趋近于0到无穷大.

考虑剪力连接件刚度的钢-混凝土组合梁有限元分析

钢 -混凝土组合梁剪力连接程度是依据截面极限状态的抗弯强度定义的 ,即使是完全抗剪连接 ,组合梁的混凝土板与钢梁之间仍存在滑移。采用有限元分析 ,构造了混凝土板 -连接单元 -钢梁的组合梁有限元计算模型 ,推导了混凝土与钢梁界面有限元连接单元刚度系数 ,分析了不同剪力连接程度组合梁的受力与变形特性 ,研究了剪力连接程度对挠度和混凝土翼缘有效宽度的影响 ,并对照已有的试验数据和相关规范进行分析比较。

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。

钢-混凝土组合梁翼缘有效宽度分析

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,指出了影响翼缘有效宽度的基本因素,阐明了我国规范和其他规范的差别,以及我国规范的不足之处.

简支钢—混组合箱梁剪力滞效应研究

为研究简支钢—混凝土组合箱梁体系的剪力滞效应,建立了可考虑剪力滞后、剪切变形、材料和几何非线性的三维数值模型,采用模型对影响钢—混凝土组合箱梁力学行为的主要参数(宽跨比、滑移刚度和荷载形式等)进行了分析,分析结果表明:组合箱梁的剪力滞效应与荷载类型和作用位置有关,剪力滞系数随着宽跨比的增大而增大。

部分剪力连接简支组合梁的混凝土翼缘有效宽度有限元分析

采用ANSYS有限元软件对部分剪力连接简支组合梁混凝土翼缘的有效宽度进行了系统的研究,探讨了荷载类型、剪力连接度、组合梁的宽跨比、混凝土板厚度等因素对组合梁有效宽度的影响,以及有效宽度沿组合梁跨度方向的变化关系。结果表明,组合梁中混凝土板有效宽度随着剪力连接程度的提高而增大,随着宽跨比的增加而减小。最后,拟合出了混凝土有效宽度的计算公式,为有关组合梁的进一步研究提供了依据。

钢-混凝土组合箱梁剪力滞系数实用计算方法

为了考察剪力滞后效应对钢-混凝土组合箱梁力学性能的影响,利用综合考虑剪力滞、剪切变形和界面滑移效应的钢-混凝土组合箱梁解析计算方法对混凝土顶板及钢梁底板剪力滞系数进行理论计算,主要考察宽跨比、剪力连接度和顶底板厚度3个主要影响因素对组合箱梁剪力滞系数的影响。计算结果表明:随着宽跨比的增大,顶板剪力滞系数及底板剪力滞系数均减小;在宽跨比较大时,顶板厚度对顶板剪力滞系数有较大影响,但对底板剪力滞系数的影响较小;顶板及底板剪力滞系数受剪力连接度的影响非常小,因此,在剪力滞系数计算中可以忽略剪力连接度的影响,采用完全剪力连接度进行计算。在大量计算数据基础上提出较为准确的混凝土顶板及钢梁底板剪力滞系数实用计算公式,计算形式简洁,便于工程应用。

钢-混凝土组合梁考虑剪力滞效应实用设计方法

钢-混凝土组合梁翼板剪力滞效应对组合梁截面应力和变形产生重要影响。基于组合梁弹性理论分析模型,忽略界面滑移效应,推导了简支和悬臂组合梁在均布和集中荷载作用下的应力和变形解析解。通过引入翼板有效宽度和截面有效刚度的两种简化设计方法分别考虑翼板剪力滞效应对组合梁截面应力和变形的影响。用该文提出的简化设计方法计算考虑剪力滞效应时组合梁截面应力和变形与解析结果吻合良好。通过比较分析各国规范关于组合梁剪力滞效应的设计方法,该文提出的简化设计方法具有精度高、计算方法简单等优点。

钢-混凝土组合梁负弯矩区有效翼缘宽度的研究

根据等效跨度的概念,采用能量变分法,考虑翼板开裂及钢梁与混凝土板之间相对滑移的影响,推导了反向集中荷载作用下截面应力的解析解,计算了组合梁负弯矩区的有效翼缘宽度,将计算结果与试验结果进行了对比,并分析了组合梁负弯矩区混凝土开裂对剪力滞效应和有效翼缘宽度的影响。分析表明:混凝土开裂使组合梁负弯矩区剪力滞系数较开裂前减小,有效翼缘宽度较开裂前增大,但开裂区域长度对开裂部位的剪力滞系数和有效翼缘宽度无影响,故有效翼缘宽度可在负弯矩区等效跨度范围内按完全开裂的等截面梁进行计算,但在连续组合梁中,等效跨度应充分考虑实际反弯点的位置,完全按规范取定值在某些工况下会引起较大误差。

U形外包钢-混凝土组合梁的研究进展和关键问题分析

U形外包钢-混凝土组合梁是一种新型的钢-混凝土组合构件形式,它有着施工速度快、力学性能优秀等优势,正逐渐受到工程界和学术界的广泛关注。从U形外包钢-混凝土组合梁的抗弯性能、纵向抗剪性能、耐火性能等方面总结和分析了国内外U形外包钢-混凝土组合梁的有关研究进展,提出了U形外包钢-混凝土组合梁的三个关键问题,并对U形外包钢-混凝土组合梁在负弯矩区内的抗剪连接计算给出了建议,为外包钢混凝土组合梁的进一步研究和应用提供了一定思考和参考。