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钢-压型钢板混凝土组合梁是由钢梁、剪力连接件(栓钉)、压型钢板及其上面的混凝土板所组成的组合实体。它不仅具有现浇混凝土组合梁所具有的优点,而且压型钢板在施工阶段可以起模板和施工平台作用,使用阶段又可以象钢筋一样承受拉力的作用,因而大大加快了施工进度,表现出很好的结构性能,综合效益显著。同时压型钢板板肋间的沟槽有利于管线的铺设和吊项轻钢龙骨的连接,目前已广泛地应用于高层建筑、工业厂房等结构中。
随着钢-压型钢板混凝土组合梁的广泛应用,其设计方法也亟待完善。但目前有关钢-压型钢板混凝土组合梁的试验研究还较少,因此本文进行了5根钢-压型钢板混凝土组合梁的试验研究,探讨压型钢板对组合梁受力性能的影响。试验的主要变化参数为压型钢板的布置方式,同时考虑了组合板内横向钢筋配筋率对其的影响。本次试验中压型钢板主要考虑了端锚式、连续式以及抽去压型钢板这三种布置方式。
本文在试验研究的基础上用ANSYS软件建立了有限元模型,通过与试验结果的对比分析发现该模型可以准确地模拟出钢-压型钢板混凝土组合梁的荷载-挠度曲线、交接面荷载-滑移曲线以及压型钢板组合板的开裂过程;通过对有限元模型以及收集的国内外相关试验数据分析,探讨了压型钢板的布置方式、几何形状及压型钢板组合板内横向钢筋的配筋率等因素对钢-压型钢板混凝土组合梁受力性能的影响。
结合本次试验结果以及本课题的其他相关试验结果,验证了组合梁现有的塑性受弯承载力的计算方法,并探讨了栓钉抗剪承载力的计算方法对组合梁塑性受弯承载力的影响;此外还根据摩尔圆理论推导出了压型钢板组合梁纵向极限弯矩的计算公式。