部分充填式钢箱-混凝土连续组合梁承载力分析

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钢-混凝土组合梁是将钢材与混凝土这两种材料组合起来形成双组合效应的一种新型结构,能较好的利用钢材料抗拉强度高、结构重量轻、抗震性能好等优点,又考虑了混凝土材料具有较大的抗压强度、整体性好、施工便利等特点。而组合梁在中支座附近为翼板受拉、钢梁受压的一种比较不利的受力状态,翼缘板受到拉应力作用而容易导致混凝土出现裂缝,钢梁受拉应力作用而容易出现局部屈曲现象,从而影响了其耐久性、抗弯刚度、降低了它的承载能力。为改善中支座负弯矩区的受力性能而提出了部分充填式钢箱-混凝土连续组合梁。中支座区翼板的纵向钢筋对约束混凝土裂缝的发展起较大的作用,而钢箱内充填的核心混凝土提高了钢箱腹板的抗局部屈曲能力,参与了抗弯、抗剪作用。通过对中支座截面提高翼板配筋率及钢梁内充填核心混凝土,使连续组合梁具有更高的抗弯刚度、较好的局部稳定性及变形能力。  本文通过对6根部分充填式钢箱-混凝土连续组合梁受力性能的试验研究,结合试验研究、理论计算与ANSYS有限元模拟分析,对连续组合梁中支座区弯矩调幅情况、抗弯承载能力、混凝土翼板裂缝的发展等有了深刻的认识。  (1)通过本次试验,描述了试验梁在加载过程中翼板混凝土裂缝发展、钢箱梁的局部屈曲、塑性铰的形成和挠度变形等试验现象,并分析了试验过程中出现的现象和原因。  (2)分析了连续组合梁中支座区不同力比值对其内力重分布的影响,推导了中支座负弯矩区抗弯、抗剪承载力和考虑混凝土收缩应力的开裂弯矩理论计算公式。  (3)根据本文推导出来的计算公式,对试验的实测值与计算值进行了对比分析,发现两者之间的数据吻合良好,对连续组合梁中支座区承载能力和开裂荷载的研究具有指导意义。  (4)通过对本文试验梁进行ANSYS有限元模拟,对有限元计算值与试验实测值进行了对比分析,发现两者的数据在受力过程中变化趋势基本保持一致,说明了本次建立的有限元模型准确可靠,能够按真实情况反映连续组合梁在试验过程中实际受力状态和特征。
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