预应力钢—混凝土连续组合梁力学性能分析及承载力计算

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预应力钢-混凝土连续组合梁(Prestressed Steel-Concrete Continuous Compositebeams,简称PCCB)是在普通组合梁的基础上采用预应力技术形成的一种横向承重组合构件,通过栓钉等剪力连接件使得钢筋混凝土板与钢梁两个部件共同承受荷载、协调变形的一种梁。预应力钢-混凝土连续组合梁除了具有普通钢-混凝土连续组合梁的优点外,还具有以下几个优点:提高了组合梁的极限承载能力;增大了结构的弹性工作范围;充分利用了材料性能,减少了连续组合梁的高度、减轻了组合梁的自重并减小了地震对组合梁的作用;改善了组合梁的疲劳和断裂性能;增加了强度储备,提高了梁的可靠度;推迟组合梁中混凝土的开裂,并且延长了组合梁的使用寿命等。本文在已有的试验基础上,针对预应力钢-混凝土连续组合梁的受力性能,采用有限元分析方法,运用ANSYS软件,建立了考虑混凝土与钢梁交界面之间纵向滑移的、预应力钢-混凝土连续组合梁的三维非线性有限元数值分析模型,对试验全过程进行了数值模拟,并将有限元计算结果与试验结果进行对比,验证了所建立数值分析模型的合理性。利用该模型分析和研究了预应力钢-混凝土连续组合梁的受力性能,以及破坏机理,探讨了若干参数(钢梁强度等级、混凝土强度等级、钢梁腹板厚度、加载方式、混凝土板厚度及纵横向配筋率等)对预应力钢-混凝土连续组合梁受力性能的影响。此外,在预应力钢-混凝土连续组合梁试验研究,以及变形分析的基础上,对预应力钢-混凝土连续组合梁的开裂荷载、屈服荷载以及极限荷载进行分析计算。并且利用以上公式,将理论计算值与试验结果作比较,进行分析研究,为工程设计提供参考依据。
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