U型外包钢-混凝土组合梁延性的试验研究

为探讨U型外包钢．混凝土组合梁的延性，对9根U型外包钢-混凝土组合梁进行了试验研究，研究了其延性与破坏类型之间的关系,根据试验结果，用灰色系统理论对影响U型外包钢-混凝土组合梁延性的主要因素——混凝土翼缘板宽度、剪力连接系数、混凝土强度、横向配筋率和底部钢板的屈服强度——进行了分析，并在此基础上用有限元软件ANSYS对上述5个因素对组合梁延性的影响规律进行了定量分析．最后，基于试验和数值模拟结果，建立了U型外包钢,混凝土组合梁位移延性系数的计算公式,试验和数值分析结果表明：U型外包钢,混凝土组合梁的延性主要取决于它的破坏类型，其位移延性系数为2．4～4．3；发生延性破坏的U型外包钢，混凝土组合梁的位移延性系数高于相同用钢量的钢筋混凝土梁。

新型完全剪切连接钢筋混凝土组合扁梁受力性能试验

对一种新型钢筋混凝土组合扁梁—U形外包钢钢筋混凝土组合扁梁的受力性能进行了试验,共完成5根不同剪力连接形式的简支梁静荷试验,其中2根为部分剪力连接试件,3根为完全剪力连接试件。研究了不同的抗剪连接形式对组合扁梁整体工作性能和受力性能等方面的影响,对该组合扁梁的抗弯刚度和承载力进行了理论分析。结果表明,该组合扁梁具有良好的力学性能,在完全剪切连接情况下,该组合扁梁的截面应变近似符合平截面假定,抗弯刚度和承载力的计算可以忽略外包钢和其内部混凝土之间滑移效应的影响,其理论计算值与试验结果吻合良好。

部分剪力连接钢-混凝土组合梁变形计算的组合系数法

为准确计算部分剪力连接组合梁在考虑滑移效应时的挠度,在对组合梁变形计算的既有方法进行综合评述的基础上,提出了新的计算方法——组合系数法.采用应力等效的简化方法,分别推导了无剪力连接和完全剪力连接组合梁的组合系数,并采用插值方法建立了部分剪力连接组合梁的组合系数.利用该法进行了大量算例的计算,计算结果与理论解析方法和试验结果吻合良好.组合系数法不需要进行换算截面的计算,而且将无剪力连接、部分剪力连接和完全剪力连接组合梁的计算方法统一起来.组合系数法形式简单,物理意义明确,计算结果能够满足工程精度要求.

外包钢—混凝土组合梁与钢筋混凝土柱节点的非线性分析

U形外包钢—混凝土组合梁是一种新型组合梁,在负弯矩作用下具有良好的工作性能,其与柱连接节点的构造还有待合理设计。在试验的基础上,通过ANSYS软件建立了两个不同构造形式的外包钢—混凝土组合梁与钢筋混凝土柱节点的有限元模型,并根据试验的情况对模型施加边界条件与荷载。将ANSYS计算出的两个节点的承载力、滞回曲线、延性和耗能等抗震性能与试验结果进行对比。结果表明,两者吻合较好,但存在一定的误差。

新型外包钢－混凝土组合梁受扭的非线性有限元分析

基于5根新型外包钢-T形截面混凝土组合梁受纯扭作用的试验成果,采用ANYSY参数化程序设计语言(APDL)编制了命令流,对纯扭作用下组合梁的受扭性能进行了非线性有限元分析(FEM)。FEM分析考虑了钢筋和混凝土间的相互作用,以及外包钢和混凝土间的相互作用,较好地模拟了新型外包钢—混凝土T形截面组合梁以及T形截面钢筋混凝土梁受扭构件的受力、破坏全过程。模拟得到构件的扭矩-扭率关系曲线以及构件的极限扭矩与试验结果吻合较好,验证了所建模型分析组合梁受扭全过程分析方法的可行性,以及所编制的APDL命令流程序对组合梁受扭计算的有效性,为组合梁受扭设计提供了实用的计算软件。

新型外包钢-砼组合梁滑移及变形性能的试验

为研究新型外包钢-砼组合梁的钢-砼交界面相对滑移及变形性能,设计4根不同剪力连接系数足尺简支梁,其中1根为完全剪力连接组合梁,其余为部分剪力连接组合梁。通过对4根简支梁的试验研究,得到组合梁的荷载-滑移、荷载-挠度关系曲线。根据试验结果分析新型外包钢-砼组合梁交界面相对滑移发展的过程和分布规律。利用有限元分析软件ANSYS,对组合梁的交界面相对滑移性能进行了非线性有限元分析,提出剪力连接系数的合理范围。在基于现行规范的基础上提出了组合梁跨中挠度的建议计算公式。把有限元模型和建议公式的计算结果与试验结果进行比较,三者吻合良好。

外包钢-混凝土组合梁与钢管混凝土柱连接节点试验研究

在外包钢-混凝土组合梁研究基础上,介绍了2个外包钢-混凝土组合梁与钢管混凝土柱的连接节点,并对其进行了低周反复荷载作用下的试验研究。对节点的破坏形态、滞回曲线、强度、延性及钢管等的应变等性能进行了分析。试验结果表明:通过合理的构造措施,外包钢-混凝土组合梁与钢管混凝土柱的连接节点具有较强的受剪承载力、较好的延性和耗能能力,能够满足工程要求。在此基础上对节点的受力机理进行了探讨,提出了节点核心区受剪承载力的计算公式,并对试验主要结果进行有限元模拟。

部分剪力连接新型外包钢-砼组合梁的滑移性能

针对典型的钢-砼组合梁的不足,提出一种新型外包钢-砼组合梁.为研究其钢-砼交界面相对滑移及变形性能,通过4根足尺简支梁的试验研究,得到组合梁的荷载-滑移、荷载-挠度关系曲线.根据试验结果分析了新型外包钢-砼组合梁交界面相对滑移发展的过程和分布规律.利用有限元分析软件ANSYS,对组合梁的交界面相对滑移性能进行了非线性有限元分析,提出剪力连接系数的合理范围.在基于现行规范的基础上提出了组合梁跨中挠度的建议计算公式.把有限元模型和建议公式的计算结果与试验结果进行比较,三者吻合良好.

不锈钢焊接工字形截面梁整体稳定性分析

基于国内外已有的不锈钢焊接工字形截面梁整体稳定性的计算方法,包括美国SEI/ASCE 8-02中的方法、欧洲EN 1993-1-4中的方法和王元清提出的方法,采用有限元方法对不锈钢焊接工字形截面梁的整体稳定性进行分析,并用不锈钢焊接工字形截面梁已有的试验数据对有限元模型的准确性进行验证,在此基础上,对不锈钢焊接工字形截面梁进行参数化分析。分析表明:对梁整体稳定承载力影响的因素从大到小依次为材料名义屈服强度、荷载类型、截面类型和焊接残余应力;在参数化分析的基础上,提出基于修正正则化长细比的Perry公式型整体稳定系数表达式;将所提出的计算方法、国内外现有的计算方法与试验数据进行了对比,结果表明受试验中边界条件的影响,试验值高于计算方法的计算值,与其他方法相比,所提出的计算方法与有限元计算结果吻合更好,可以用于计算焊接工字形截面梁的整体稳定承载力。