非对称钢梁截面组合框架梁端极限状态下有效翼缘宽度研究

针对工程中常用的上翼缘小而下翼缘大的非对称截面钢梁，为了得到对应的混凝土楼板的有效翼缘宽度，基于已有对于对称钢梁截面情况的研究与相应的公式，通过精细化有限元参数分析修正相关系数，在有限元软件MSC.MARC(2018)中建立精细化数值模型，识别出影响极限状态有效翼缘宽度的主要变量，包括钢主梁的上下翼缘宽度、钢横梁的上翼缘宽度。对数值算例结果进行回归分析，得出非对称钢梁截面组合框架梁梁端极限状态有效翼缘宽度的计算方法。结果表明：建议公式计算的正弯矩和负弯矩下的有效翼缘宽度均满足工程精度要求，与已有研究和规范公式对比，研究中的建议公式计算得出的相对误差和离散性均最小。     

组合框架梁刚度增大系数取值研究

分析了钢框架-混凝土核心筒混合结构中组合框架梁正弯矩区截面抗弯刚度增大系数的变化范围和负弯矩区楼板翼缘有效宽度范围内钢筋对梁截面惯性矩的增大效果,对受力状态与组合框架梁负弯矩区长度的关系进行了深入研究,提出了变刚度组合框架梁刚度增大系数的计算方法,探讨了各种因素对混合结构中组合框架梁刚度增大系数的影响,并给出了混合结构设计时框架梁刚度增大系数的取值建议。     

外包钢-混凝土组合简支梁有效翼缘宽度分析

外包钢-混凝土组合梁在竖向荷载作用下,翼缘板中存在剪力滞后现象。为简化计算,设计中可采用有效翼缘宽度来处理。根据两根外包钢-混凝土组合简支梁试验结果,采用非线性有限元方法对有效翼缘宽度进行分析。外包钢-混凝土组合简支梁有效翼缘宽度的主要影响因素为宽跨比和厚高比,另外,荷载形式、材料强度等对有效翼缘宽度也有一定影响。有效翼缘宽度随荷载大小和沿跨度方向分布均有所变化,弹性和弹塑性阶段有效翼缘宽度大小明显不同。基于数值分析结果,提出了有效翼缘宽度的简化计算式。     

楼盖梁计算翼缘宽度对现浇预应力框架梁抗裂验算的影响

根据结构力学原理,选用不同的计算翼缘宽度,研究了楼层、梁柱线刚度比、恒活载比、预应力筋反弯点位置、梁跨度、梁跨高比、翼缘厚度等各种因素对构件抗裂验算的影响,分析了单跨框架梁计算翼缘宽度的取值对预应力筋配置量、框架梁裂缝控制截面位置的影响。分析表明,框架梁计算翼缘宽度会对框架梁预应力筋配置量有一定的影响,要根据框架梁所在的楼层做相应的调整,调整幅度一般小于1 0 %。框架梁计算翼缘宽度会对底层框架梁控制截面有所改变,但不改变顶层和中间各层框架梁控制截面的位置。     

框架结构中预应力的传递问题

目前现浇预应力混凝土框架结构用日趋广泛。在大跨度的预应力混土现浇框架中,当采用整体式肋梁盖时,板和梁混凝土在一起浇筑,框梁应为T形截面梁。在跨中T形截充分利用翼缘的混凝土使受压区高减小而内力臂增大,但T形截面梁弯后,翼缘中纵向压应力的分布是均匀的。当翼缘较宽时,应考虑应力均匀分布对截面承载力的影响。为化计算,现行规范一般取一有效翼宽度进行考虑,当翼缘厚度较薄时,国规范的有效翼缘宽度取值为b+2hf(其中b为梁的肋宽,hf为板厚)。对此问题,东南大学在多项工程实测的资料分析表明:预应力筋张过程中截面混凝土实测的有效预压…     

混凝土梁有效翼缘宽度取值研究

指出了我国《混凝土结构设计规范》中混凝土梁有效翼缘宽度取值的问题。采用能量变分法,推导弹性状态下有效翼缘宽度的计算公式,考虑不同的支座条件下,跨度、梁肋净距、翼缘相对刚度对取值的影响,并验证了公式的准确性。提出了在不同状态下,受拉区和受压区的混凝土梁有效翼缘宽度取值的建议。     

预应力混凝土梁有效翼缘宽度取值探讨

比较国内外规范对T形、I形和L形梁的有效翼缘宽度取值的规定，分析预应力混凝土梁板楼盖的受力特点，并结合相关资料，提出后张预应力混凝土梁有效翼缘宽度的取值建议。     

波形钢腹板箱梁的有效翼缘宽度系数研究

提出了波形钢腹板箱梁变厚度翼缘板的有效翼缘宽度计算方法。以东宝河新安大桥为对象，使用有限元软件ANSYS建立三维有限元模型分析了箱梁在自重作用下有效翼缘宽度系数的分布规律。根据国内外主要规范关于混凝土箱梁、钢箱梁有效翼缘宽度系数的规定进行了计算并与有限元分析结果进行了对比。计算结果表明，内衬边缘的有效翼缘宽度较小，其他部位基本可按全宽度计算；波形钢腹板箱梁有效翼缘宽度系数处于混凝土箱梁和钢箱梁之间，但更接近于混凝土箱梁。     

T形截面带翼缘剪力墙剪滞效应分析及有效翼缘宽度讨论

对一T形截面带翼缘剪力墙的应力分布进行了全过程模拟,验证了剪力滞后现象的存在,研究了加载过程中剪滞效应的发展规律,并讨论了不同设计参数对剪滞效应的影响。根据应力等效原则,得出不同工况下有效翼缘宽度的取值,并与国内外规范取值进行了分析比较。结果表明,随着荷载级数的增加,剪滞效应逐渐增强,在构件达到屈服时,剪滞效应最明显,有效翼缘宽度达到最小值。剪滞效应随轴压比的增大而增强,随剪跨比、长宽比的增大而减弱。Nehrp guidelines for the seismic rehabilitation of buildings(FEMA 273)关于有效翼缘宽度的取值比较合理,但是没有足够的安全储备。《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)对于有效翼缘宽度的取值过于保守,造成材料浪费,甚至可能发生脆性破坏,因此对采用《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)进行结构构件设计提出了一些实际建议。     

钢-混凝土组合框架梁变形计算的有效翼缘宽度

由于剪滞效应的存在,组合框架梁的混凝土翼板不能完全参与共同工作,按照完全组合的换算截面法计算组合梁的变形将得到不安全的计算结果。首先根据弹性理论推导传统的完全组合梁以及剪滞组合梁理论模型的基本方程,并采用有限元软件Msc.Marc对理论模型进行验证,理论结果与有限元计算结果吻合良好,说明理论模型的准确性及合理性。然后基于两个理论模型,提出一种物理意义更为明确的有效翼缘宽度系数的定义,直接用于组合梁的变形计算。研究楼板的宽跨比、楼板宽厚比、板梁高度比以及组合梁高宽比这4个无量纲参数对有效翼缘宽度系数的影响。研究发现,影响有效翼缘宽度系数的关键参数为楼板的宽跨比。在此基础上,提出有效翼缘宽度的计算公式,为组合梁的研究及设计人员提供参考。     

钢-轻骨料混凝土组合梁考虑滑移的有效宽度分析

利用能量变分法,分析组合梁在界面产生相对滑移后,其组合梁翼缘板有效宽度的变化规律。假定钢-轻骨料混凝土组合梁翼缘板的纵向位移沿横向分布函数模式为三次抛物线,以组合梁界面相对滑移作为未知函数,应用最小势能原理,建立控制微分方程,获得了纵向应力的闭合解。在求解混凝土翼缘板纵向应力后,可确定翼缘有效宽度。文中推导了简支组合梁在均布荷载、集中荷载及两点对称集中荷载作用下的翼缘有效宽度的计算公式。利用有效宽度的计算公式可对任意截面有效宽度进行分析。通过算例分析了简支钢-轻骨料混凝土组合梁在不同荷载作用下的有效宽度沿梁长的分布规律:考虑相对滑移影响时,无论在哪种荷载作用下,沿梁长度方向翼缘板的有效宽度基本保持不变;在均布荷载作用下,跨中处翼缘板的有效宽度最大,向支座方向略有减小;在集中荷载作用下,荷载作用位置处翼缘板的有效宽度最小,向两侧逐渐增大。     

钢筋混凝土框架边节点现浇板受拉有效翼缘宽度研究

现浇板参与受力会影响甚至改变钢筋混凝土框架节点的破坏模式,其对结构抗震性能的影响可通过计算有效翼缘宽度来反映。通过3个钢筋混凝土梁-柱-板边节点试件的低周反复荷载试验,对带现浇板的边节点破坏形态、滞回曲线以及现浇板纵向钢筋应变等进行了分析。研究结果表明：由于现浇板参与受力,增大了框架梁端弯矩,使得钢筋混凝土梁-柱-板边节点的下柱顶部发生破坏,未能实现“强柱弱梁”预期破坏机制;现浇板纵筋应变随层间侧移角增加而增大,在相同层间位移角下,板筋应变值随距梁侧距离的增大而减小。为进一步对钢筋混凝土梁-柱-板边节点的受力机理进行研究,以力学模型为基础建立了现浇板受拉有效翼缘宽度计算方法,根据建议公式对8组钢筋混凝土梁-柱-板边节点现浇板的有效翼缘宽度进行分析,计算结果与试验结果吻合较好,建议的计算方法有效解决了设计规范中经验公式计算结果离散性大的问题。     

组合梁翼板的有效宽度分析

组合梁混凝土翼板有效宽度取值的合理与否对于组合梁的承载力和挠度分析非常关键。各国规范对其取值相差比较大,且一般都是考虑弹性阶段工作状态时采用,对于目前广泛用于楼盖内力分析中塑性内力重分布的方法,并不适用。为此,作者通过3根正弯矩简支组合梁和一根负弯矩组合梁进行试验,并与已有实验数据相比较,发现有效宽度的取值在弹性阶段和塑性阶段时,各国规范都偏保守,对其合理的取值提出了建议,可供工程设计参考。     

中欧钢货架结构设计规范的比较

比较中欧钢货架设计规范在编制背景、适用范围、设计方法、有效宽度、挠度限值、强度设计值和横梁弯矩挠度计算、竖向框架计算长度、试验等方面的内容,分析中欧规范的差异,最后对中国规范提出一些建议。     

考虑剪力连接件刚度的钢-混凝土组合梁有限元分析

钢 -混凝土组合梁剪力连接程度是依据截面极限状态的抗弯强度定义的 ,即使是完全抗剪连接 ,组合梁的混凝土板与钢梁之间仍存在滑移。采用有限元分析 ,构造了混凝土板 -连接单元 -钢梁的组合梁有限元计算模型 ,推导了混凝土与钢梁界面有限元连接单元刚度系数 ,分析了不同剪力连接程度组合梁的受力与变形特性 ,研究了剪力连接程度对挠度和混凝土翼缘有效宽度的影响 ,并对照已有的试验数据和相关规范进行分析比较。     

钢-混凝土蜂窝组合梁抗剪性能分析

对腹板开孔后的蜂窝梁和考虑混凝土板组合作用下的蜂窝组合梁抗剪性能进行分析。以试验为基础,建立有限元模型,对不同开孔率、翼缘尺寸、混凝土板尺寸和连接程度下的蜂窝梁和蜂窝组合梁进行分析。结果表明:蜂窝梁翼缘宽度变化对抗剪贡献影响不大,翼缘厚度变化对其影响较大,翼缘厚度的抗剪贡献与开孔大小、形式有关;混凝土板和连接程度对蜂窝组合梁抗剪强度贡献不可忽略。给出了蜂窝梁、无连接蜂窝组合梁和有连接组合梁抗剪强度计算方法;通过分析不同剪跨比蜂窝组合梁的受力性能,给出弯-剪相关曲线公式;通过提高蜂窝组合梁孔洞竖向位置,可以提高其承载能力。     

体外预应力钢-混凝土组合梁混凝土有效翼缘宽度

采用有限元方法 ,研究了体外预应力作用下简支组合梁混凝土有效翼缘宽度 ,分析了剪力连接刚度对预应力组合梁有效翼缘宽度的影响和预应力增量的效应。同时对混凝土板收缩、徐变下 ,体外预应力组合梁的受力机理进行了讨论     

深圳北站组合梁抗弯承载力及稳定性分析

组合梁结构设计中组合梁抗弯承载力和稳定性分析很关键,但由于组合钢梁上翼缘受混凝土楼板约束,其稳定性分析与我国现行规范规定的自由梁弯扭失稳不同,我国钢结构设计规范采用的限制绕弱轴长细比的方法,未能考虑楼板作用,不适用于组合钢梁的稳定性分析。此外,在连续组合梁的负弯矩区,局部稳定问题也要考虑。结合深圳北站站房楼盖组合梁的工程实例,采用我国规范GB 50017-2003《钢结构设计规范》和欧洲规范EC4,对组合梁抗弯承载力和稳定性进行了计算分析,同时,利用通用有限元程序SAP 2000对组合钢梁进行了弹性屈曲分析,进一步确保了结构的安全。所采用的计算分析方法可供同类工程参考。     

连续箱梁翼缘有效宽度的概念及应用

阐述了剪力滞的基本概念，分析了影响箱梁翼缘有效宽度的因素，探讨了工程中箱梁翼缘有效宽度的计算及应用，以完善箱梁翼缘有效宽度的计算，从而做出更好的设计。     

型钢混凝土柱翼缘开孔缺损率限值及补强分析

针对建筑结构中混凝土梁截面宽度比柱型钢翼缘宽度小的情况,提出混凝土梁内主筋穿过型钢混凝土柱内型钢翼缘连续配置的超规范节点形式,探讨型钢混凝土柱型钢翼缘开孔缺损率的限值、开孔后的补强方式及计算方法等有待解决的问题。