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型钢混凝土组合结构(Steel Reinforced Concrete Composite Structures),是混凝土内配置型钢(轧制或焊接成型)和钢筋的结构,型钢、钢筋、混凝土三种材料协同工作以抵抗各种外部作用,具有承载力高、刚度大、抗震性能好等优点,型钢混凝土结构已经日趋广泛地在世界范围内应用。在全面了解国内外结构构件扭转问题试验和理论研究的基础上,本文主要对型钢混凝土扭转构件的抗扭刚度和扭转变形进行了研究。
本文试验进行了2根钢筋混凝土纯扭对比试件和6根型钢混凝土纯扭试件扭转性能的研究,完成了型钢混凝土扭转构件的荷载、变形、应变和裂缝的测试和记录,并对结果进行了分析。型钢混凝土构件受纯扭矩作用下的受力过程可以分为弹性、弹塑性及破坏三个阶段,破坏属于延性破坏。将各试件的扭矩—单位扭转角曲线简化,可分别得到弹性阶段和弹塑性阶段的试验刚度。
参考并结合钢筋混凝土构件、高强混凝土构件和钢—混凝土组合梁的扭转刚度和变形计算理论和方法的基础上,依据本次型钢混凝土构件扭转—变形实测曲线,考虑了型钢混凝土纯扭构件型钢部分与钢筋混凝土部分的组合作用,建立了型钢混凝土构件扭转刚度和变形的简化计算方法,提出了相应的计算公式。分析了弹性阶段和弹塑性阶段型钢配钢率、钢筋配筋率(包括纵筋和箍筋)和混凝土强度分别与组合作用增强系数的影响关系。本文分析得到的结论可以为型钢混凝土受扭构件的进一步研究提供基础。