【摘 要】
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空腹梁作为组合空腹板的重要组成单元,或单独使用的独立构件,其承载力、挠度、破坏形态等受开孔率、孔洞长高比、开孔大小、抗剪键尺寸、孔洞分布情况、设置倒角与否、倒角的形式等诸多因素的影响,有必要通过专门的试验和理论分析对这些影响因素进行探讨。 通过改变各影响因素,设计了1根实腹梁和7根空腹梁,此8根试验梁全长均为3000mm、横截面尺寸均为300×75×5×7(单位:mm),按简支梁进行承载力、挠度
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空腹梁作为组合空腹板的重要组成单元,或单独使用的独立构件,其承载力、挠度、破坏形态等受开孔率、孔洞长高比、开孔大小、抗剪键尺寸、孔洞分布情况、设置倒角与否、倒角的形式等诸多因素的影响,有必要通过专门的试验和理论分析对这些影响因素进行探讨。
通过改变各影响因素,设计了1根实腹梁和7根空腹梁,此8根试验梁全长均为3000mm、横截面尺寸均为300×75×5×7(单位:mm),按简支梁进行承载力、挠度试验,并与Abaqus模拟结果进行对比分析。试验结果表明:
开孔率不是一个影响空腹梁承载力和挠度的绝对因素。在相同开孔率时,将开孔由集中分布改为分散均匀分布、减小孔洞长高比对提高梁的弹性极限状态承载力和抗弯刚度效果非常显著,设置合理时,其提高幅度可达到1倍以上。
孔洞长高比是影响空腹梁承载力的一个重要因素,该比值取2左右为宜。
当达到挠度限值时,抗剪键与梁肋交接点处不设置倒角的空腹梁承载力只有设置倒角的80%左右。抗剪键与梁肋交接点处设置三角形与1/4圆弧形倒角,对空腹梁承载力的影响不大。倒角与梁肋交接点处为空腹梁的薄弱部位,建议对该薄弱部位采取构造措施进行加强。
当采取合理构造措施时,空腹梁承载力通常受挠度控制,可取其横截面等效惯性矩为实腹梁惯性矩的55%~60%进行挠度试算。
空腹梁在支座与加载点之间的区段,内力呈现出规律性:梁肋的弯矩值两端大、中间小,在空腹段有反弯点存在;梁肋弯矩值由支座向跨中逐渐减小,在支座处有最大值,在跨中时最小;梁肋轴力由支座向跨中逐渐增大,在跨中时达到最大值;在支座与加载点之间梁肋的弯矩值随着孔数呈周期性变化,且多孔时梁肋上的最大弯矩值较单孔时的小,说明抗剪键对梁肋的均匀受力起到了调节作用。
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