工艺孔对大截面部分包覆钢-混凝土组合梁受弯性能影响的试验研究

为了研究工艺孔对大截面部分包覆钢-混凝土组合梁(大截面PEC梁)受弯性能的影响,对5根不同构造的大截面PEC梁进行了静力试验,研究了两点加载下主次梁腹板开洞方式对大截面PEC梁试件受弯性能、延性、破坏模式等的影响规律。结果表明:静力荷载作用下,各个试件均表现出良好的延性,腹部开孔对试件承载力和截面刚度有一定的削弱作用。型钢主钢件的应变与混凝土的应变沿截面高度方向均大致呈线性变化,符合平截面假定。按《部分包覆钢-混凝土组合结构技术规程》(T/CECS 719—2020)计算得到的开工艺孔的大截面PEC梁抗弯承载力与试验值误差较小,受尺寸效应影响不大,所采用计算公式安全可靠。

腹板嵌入式双倒T型钢-混组合梁受弯性能研究

在通过横隔板连接的双倒T型钢腹板上部开槽,并将开槽腹板部分嵌入到混凝土翼板,与底部钢筋共同形成带有榫结构连接的腹板嵌入式双倒T型钢-混组合梁。设计了该试件的受弯性能试验,分析总结了试件的破坏模式,并基于荷载-挠度曲线和应变分布特征等试验结果对其承载力和延性等力学指标进行评估。该梁满足完全抗剪连接,具有良好的整体抗弯性能。根据试验及有限元模拟结果,提出了抗弯承载力设计方法,试验结果与理论计算结果误差为2.7%,结果吻合较好,该理论公式可作为结构设计的依据。

非对称翼缘H型钢组合梁设计的若干关键因素

非对称翼缘H型钢组合梁是一种优化的组合梁形式,可以提高组合梁的截面抗弯效率,减小工程量,降低碳排量。对非对称翼缘H型钢组合梁的最优截面解析解、截面抗弯效率的影响因素、承载力有效性以及抗弯刚度进行研究。根据荷载分布情况可以确定组合梁施工阶段与使用阶段抗弯承载力比值的限值,由此可以得到满足限值的上翼缘厚度百分比区间,此区间内的抗弯承载力最大值点即为设计控制点。根据上述成果提出了全新的非对称翼缘H型钢组合梁截面设计策略。结合实际工程,对组合梁的经济性进行验证,结果表明,非对称翼缘H型钢组合梁的经济效益显著。

负弯矩区钢梁局部增强的连续组合梁抗火性能参数分析

文中利用ABAQUS建立了高温下纵向加劲肋增强受压翼缘的连续组合梁热-力耦合模型,研究纵向加劲肋增强负弯矩区受压翼缘的连续组合梁在火灾作用下的抗火性能.结果表明:在高温作用下,局部增强组合梁负弯矩区未发生钢梁腹板和下翼缘的局部屈曲,抗火能力得到显著增强.局部增强组合梁荷载比越大,临界温度越低;跨高比越小,横截面的温度梯度就越大,腹板及下翼缘更容易屈曲,且沿着纵向的屈曲的范围越大;纵向加劲肋长度约为腹板高度的2倍,厚度约为腹板厚度,组合梁的延性和抗火性能最好.

型钢-混凝土组合梁在改造加固中的试验研究

对混凝土梁底板采用型钢加固的钢组合梁的抗弯性能进行了试验研究，并与用加大截面法进行加固的梁进行了比较，提出了采用型钢加固梁的实用计算公式，为今后在改造加固工程中采用这种钢组合梁进行加固提供了试验和理论依据。

钢板-混凝土组合加固带损伤钢筋混凝土T梁的抗弯性能试验

为了研究钢板-混凝土组合加固钢筋混凝土T梁在静载作用下的抗弯性能,对带损伤的2片混凝土T梁组合加固后进行了抗弯承载力试验,得到了构件破坏时的极限抗弯承载力以及受力特性,揭示了钢板-混凝土组合加固钢筋混凝土T梁的弯曲破坏机理;建立了钢板-混凝土组合加固钢筋混凝土T梁的有限元模型,并进行了非线性静力计算。结果表明:考虑材料非线性的静力计算结果与试验结果吻合良好;采用塑性分析方法建立的试验梁极限抗弯承载力简化计算公式的计算结果与试验结果吻合良好。

部分剪力连接钢-混凝土组合梁的截面抗弯分析

结合部分剪力连接钢 -混凝土组合梁的受力变形特点 ,采用微分方程系统地推导在弹性条件下具有普遍适用性的部分剪力连接钢 -混凝土组合梁正、负弯矩区截面抗弯分析的理论公式 ,经试算并与实验相对比 ,表明该文公式有效、实用。

耐火钢-混凝土组合梁耐火极限和承载力

为了得到标准升温下耐火钢-混凝土组合梁截面抗弯极限承载力-时间曲线和一定荷载比下组合梁的耐火极限,基于舞钢耐火钢Q345-FR钢板高温力学性能试验结果,采用有限元方法对耐火钢-混凝土组合梁的抗火性能进行高温稳态分析和瞬态分析.考察混凝土板尺寸、钢梁截面尺寸、涂料厚度、荷载比等参数对高温下组合梁承载力和耐火极限的影响.提出耐火钢组合梁高温下承载力和耐火极限计算公式,公式计算结果与有限元结果非常吻合.将有限元计算结果与规程CECS200:2006方法的计算结果进行对比分析,结果表明规程方法偏于保守,受火时间越长,保守程度越大;建议将腹板和下翼缘的温度分开计算,修正后的规范方法计算耐火钢-混凝土组合梁的抗火性能更为合理.

开口截面钢-混凝土组合梁弯扭性能非线性分析

在钢筋混凝土变角软化桁架模型的基础上,提出了适于分析开口截面钢-混凝土组合梁弯扭性能的三维桁架模型。在弯扭作用下,组合梁截面各单元分别处于一维应力状态(体系1)和二维应力状态(体系2),体系1用来抵抗由弯矩和扭矩引起的截面纵向应力,体系2用来抵抗由扭矩引起的截面剪应力,两者通过截面的纵向应变协调和内力平衡条件联系起来。分析充分满足平衡条件、变形协调条件和材料本构方程。通过对部分试件的计算验证,结果表明该模型不仅可以用于预测组合梁的极限强度,而且为混凝土翼板开裂后组合梁全过程分析,提供了有效途径。

标准火灾下U型钢-混凝土梁的耐火性能

为了研究U型钢-混凝土组合梁的耐火性能,文章采用在空间上运用有限单元与在时间上运用有限差分相结合的方法,应用ANSYS编制热分析程序,对组合梁在ISO-834标准火灾下的温度场进行了分析与计算。结果表明,在ISO-834标准火灾下,填充混凝土使U型钢-混凝土组合梁截面的温度分布不均匀,该梁的耐火特性显著优于普通型钢-混凝土组合梁,单纯地用给定临界温度来判定组合梁是否达到耐火极限不合理。此外,填充混凝土可有效降低钢梁截面的温度,产生温升延时效应,在升温前期,U型钢-混凝土组合梁的温度低于未填充混凝土的型钢梁,降幅可达15%~60%,温升延时可达约15 min。

部分充填砼钢箱连续组合梁抗裂性能分析

针对部分充填砼钢箱连续组合梁裂缝控制问题,开展超高性能混凝土(UHPC)翼板-部分充填砼钢箱连续组合梁抗裂性能研究,探讨该组合梁裂缝控制的新途径.通过3根部分充填砼钢箱连续组合梁试验,得到挠度、滑移和裂缝的开展特征.基于ABAQUS软件建立部分充填砼钢箱连续组合梁有限元分析模型,分析UHPC翼板部分充填砼钢箱连续组合梁关键参数对受力性能的影响.结果表明:负弯矩区采用UHPC翼板能显著提高组合梁抗裂性能;当负弯矩区UHPC翼板长为0.3倍跨径、厚度为1/3翼板总厚时,能满足裂缝控制要求且经济合理;与普通混凝土相比,高应变强化UHPC初裂荷载提升2.3倍,可视开裂荷载提升7.6倍.

内置薄壁H钢木组合梁连接界面受力性能试验研究

为明确内置薄壁H钢木组合梁所采用的抗剪螺钉+环氧树脂粘胶复合连接界面的组合受力机理和受力性能,进行了单纯抗剪螺钉连接、单纯环氧树脂粘胶连接和抗剪螺钉+环氧树脂粘胶复合连接界面的推出试验,以研究三种组合连接界面的破坏模式,获取三种组合连接界面的荷载-位移关系曲线、开裂荷载、极限荷载和有效抗滑移刚度等。分析结果表明,抗剪螺钉+环氧树脂粘胶复合连接综合了单纯抗剪螺钉连接和单纯环氧树脂粘胶连接的各自受力特性,避免了单纯抗剪螺钉连接和单纯环氧树脂粘胶连接的脆性破坏特征,相对于单纯抗剪螺钉连接和单纯环氧树脂粘胶连接表现出更高的连接界面抗剪承载力,并具有很好的延性和界面残余抗剪承载力。提出了连接界面抗剪承载力计算公式,该公式可用于计算单纯抗剪螺钉连接、单纯环氧树脂粘胶连接和抗剪螺钉+环氧树脂粘胶复合连接界面抗剪承载力,计算结果与试验结果吻合较好。

钢-火山渣混凝土连续组合梁负弯矩区极限抗弯承载力计算

在６根两等跨钢－火山渣混凝土连续组合梁的试验基础上，应用截面转换法，提出此类梁负弯矩区极限抗弯承载力计算公式；该方法无需判断组合截面中性轴的位置，并且避免了按照传统方法计算当中性轴位于钢梁上翼缘时计算结果过于保守的问题；当中性轴住于钢梁上翼缘时该方法能够给出计算简便且与试验值吻合较好的计算结果。

预应力钢-混凝土连续组合梁抗裂度计算

根据基本假设 ,推导了预应力钢 -混凝土连续组合梁的抗裂度计算公式及简化计算公式 ,这些公式形式上能与现行的混凝土结构抗裂度计算公式相协调 ,并经过计算统计 ,提出了简单实用的钢 -混凝土组合梁负弯矩区截面塑性系数表 ,其计算结果与 8片预应力钢 -混凝土连续组合试验梁的实测结果吻合较好。研究成果已应用于工程设计。

新型U型外包钢-混凝土组合梁薄弱截面分析

新型U型钢-混凝土组合梁强度高、延性好且便于施工、应用前景广阔。针对这种新型U型钢-混凝土组合梁的两个受力薄弱截面,并根据试验,分析其具体位置和形成原因,对薄弱截面采取抗剪、抗滑移措施,效果良好。

波纹腹板H型钢梁的抗弯强度分析

钢梁腹板的薄壁化一直是困扰钢结构发展的难题,波纹腹板钢梁在一定程度上解决了这个矛盾。本文以钢梁的抗弯强度为基础,对比计算了波纹腹板钢梁与普通钢梁的强度差异,并在此基础上分析了影响波纹腹板钢梁抗弯强度性能的因素,为这种新型钢梁的应用提供了理论依据。

钢-混组合截面外包薄钢组合管梁抗弯性能研究

为了对不同夹层混凝土强度的钢-混组合截面外包薄钢组合管梁抗弯性能进行分析,通过试验和有限元软件模拟相结合的方法,选用外层为薄壁不锈钢管,内层为钢管,双壁管中间分别喷注混凝土强度等级为C20、C40、C60的三种试件,采用分级加载方式对试件进行加载,试验结果与有限元软件模拟的结果相吻合。研究结果表明:随着混凝土强度的提高,试件的抗弯承载力提高、延性增大,能发生较大的塑性变形以吸收能量。

带板托预应力钢-混凝土连续组合梁抗裂度计算

根据文中的基本假设,推导了带板托预应力钢 混凝土连续组合梁的抗裂度计算公式及简化计算公式,其公式形式上能与现行的混凝土结构抗裂度计算公式相协调;经过计算统计,提出了简单实用的带板托钢 混凝土组合梁负弯矩区截面塑性系数表,其计算结果与11片预应力钢 混凝土连续组合试验梁的实测结果吻合较好.研究成果已应用于工程设计.

工字梁少筋微弯板组合梁桥检测与加固计算

通过对白洋淀大桥的系统检测,将检测数据和理论计算进行比较,对检测结果进行分析研究,得出了旧桥的承载工况。提出了此桥的加固方案,并对加固方案进行了理论计算。加固后的桥梁满足现行公路-Ⅰ级荷载标准。

型钢-混凝土组合梁桥面连续抗裂性能

为了掌握常规设计方法下型钢-混凝土组合梁桥面连续的开裂特征和破坏模式,从而优化结构设计,对此类结构开展足尺模型试验和有限元分析。试验结果表明:常规设计方法下桥面连续构造抗裂性能差,在较低荷载下便会出现开裂;裂缝分布集中在桥面连续区域1.2 m范围内,裂缝数量少;试件破坏模式是剪力钉被剪断随后连接板钢筋屈服。基于试验结果,建立有限元模型进行进一步分析,分析结果表明:与不考虑滑移的梁相比,考虑滑移的组合梁的开裂荷载将提高,极限荷载取决于剪力连接件抗剪强度;栓钉间距、连接板厚度的增加能提高桥面连续的开裂荷载和极限承载力,栓钉直径对桥面连续的开裂荷载影响不大,但对其承载力影响较大;连接板底部与钢梁做无粘接处理可以大幅提高桥面连续开裂荷载。