组合梁翼缘有效宽度研究进展

钢-混凝土组合梁在竖向荷载作用下,混凝土翼缘板存在剪力滞后现象,设计中普遍采用翼缘有效宽度的概念进行设计。鉴于目前对有效宽度取值的研究不够成熟,而且有效宽度的确定是设计中应解决的关键技术问题之一,为推动对这一问题的深入研究,本文搜集整理了国内外相关资料,在评述已有研究成果的基础上,指出进一步研究应解决的关键问题。     

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。     

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。     

体外预应力钢-混凝土组合梁

在钢-混凝土组合梁中采用体外预应力技术,具有提高组合梁的刚度以及承载能力,减小混凝土的收缩徐变开裂,提高结构的耐久性等优点。近年来,国内已相继建造了采用体外预应力组合梁的城市桥梁和结构,但在体外预应力钢-混凝土组合梁的受力性能、施工和使用阶段的受荷机理以及设计和应用方面仍存在许多有待解决的问题。回顾了国内外体外预应力组合梁研究及应用进展,对一些关键技术进行了论述,可供研究及设计人员参考。     

考虑腹板剪切变形的波形钢腹板组合梁翼缘有效宽度计算方法

波形钢腹板组合梁在竖向荷载作用下会产生较大的腹板剪切变形,从而影响梁的内力分布和剪力滞效应,但目前针对该类型梁的剪切变形还缺乏理论研究.为此,首先在等高度波形钢腹板组合梁剪力滞效应分析方法的基础上推广至变高度梁,然后借助该方法以一等高度连续梁为对象,计算了欧拉梁理论、铁木辛柯梁理论、实体有限元3种不同内力解情况下的翼缘...     

外包内翻U形钢-混凝土简支组合梁负弯矩区有效翼缘宽度分析

外包内翻U形钢-混凝土简支组合梁作为一种新型组合梁,其负弯矩区有效翼缘宽度被研究得甚少。为了探索该种新型组合梁负弯矩区有效翼缘宽度的影响因素,在本课题组负弯矩区受弯性能试验研究的基础上,采用有限元软件ABAQUS分析了有效翼缘宽度的变化规律,并针对跨中截面详细研究了荷载类型、宽跨比（bf/L0）和高厚比（h/hf）对弹性和弹塑性阶段有效翼缘宽度的影响规律。研究结果表明：不同荷载类型下,均布荷载作用下的有效翼缘宽度大于非均布荷载作用下的有效翼缘宽度;当bf/L0<0.40时,有效翼缘宽度系数β近似等于1.00且不随宽跨比变化,当0.40≤bf/L0≤1.00时,β随宽跨比的增大而近似线性减小,弹塑性阶段的β略大于弹性阶段的β,且减小率小于后者;高厚比对有效翼缘宽度的影响可以忽略。基于有限元分析结果,提出了有效翼缘宽度的简化计算公式,并与《钢结构设计标准》（GB 50017—2017）中的公式进行了对比。对比结果表明：相较于《钢结构设计标准》（GB 50017—2017）的计算结果,本文公式的计算结果与有限元计算结果吻合得更好;规范计算结果与另外2种方法的计算结果差别较大,偏于保守。     

预应力梁板体系的空间分析及有效翼缘宽度

结合一实际工程 ,建立了较精确的有限元模型 ,对有粘结预应力梁板柱体系进行空间分析 ,得出了结构的应力分布 ,并与现场实测结果进行了比较 ,两者吻合较好。按静力等效原理着重讨论了预应力梁支座截面和跨中截面有效翼缘宽度的合理取值 ,结果表明 ,预应力梁的有效翼缘宽度与结构受力的类型密切相关 ,在预应力等效轴向力作用下比等效横向力和等效集中弯矩作用下梁有效翼缘宽度大许多。另外还值得注意的是 ,在预应力等效荷载作用下 ,采用等代空间框架法分析将无法反映跨中截面板面的拉应力峰值。     

组合框架梁有效翼缘宽度试验分析

钢与混凝土组合梁的设计和分析中,通过引入有效翼缘宽度的概念考虑混凝土翼板中剪力滞后的影响。在组合框架的试验基础上,对组合框架梁的有效翼缘宽度进行了分析,并与我国规范GB50017—2003、欧洲规范4和英国规范BS 5950计算结果进行比较。结果表明,由试验实测应变计算的有效宽度均大于规范取值,而由实测挠度反算的有效宽度均小于规范取值,规范中推荐的有效宽度值用于计算组合框架梁的变形和刚度是偏于不安全的。     

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。     

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。     

体内预应力组合梁混凝土预压应力分析

针对在混凝土翼板中设置后张预应力的连续组合梁,提出由分担预加轴力、主弯矩和次弯矩产生的混凝土法向应力计算公式,主要分析施加于混凝土翼板的预应力通过剪力键向钢梁传递的力学模型,建立混凝土翼板承担的预压力沿梁纵轴的分布函数和理论解,求得考虑剪力键柔性的混凝土法向应力计算公式,作为组合梁抗裂设计依据。     

预应力钢-混凝土组合梁承载力计算方法

本文简述了预应力钢 混凝土组合梁的基本特性 ,介绍了如何判断其截面中和轴位置以及求解其弹性极限弯矩和近似弹塑性极限弯矩的方法     

预应力钢-混凝土简支组合梁变形计算的刚度增强法

钢 -混凝土简支组合梁在预应力作用下 ,产生向上的挠曲变形 ,使其在使用荷载下的总变形减小。将预应力作用产生的反拱效应考虑为对组合梁刚度的增强 ,建立了任意荷载下适用于预应力加固梁和非加固梁的统一刚度计算公式 ,并提出了刚度增强系数的具体表达式。该公式简单明了 ,与试验结果吻合良好     

钢-混凝土组合梁混凝土翼板有效宽度对梁挠度的影响

对组合梁混凝土翼板的有效宽度与挠度计算间的相关问题进行了讨论。这项研究是通过对不同梁的有效宽度与挠度的计算结果比较分析来进行的,研究对象为简支组合梁。研究表明,对于所有的试件来说,混凝土翼板的有效宽度对组合梁的挠度计算有着显著影响。     

竖向荷载下现浇楼盖中的梁支座截面有效翼缘宽度

为了考虑梁板协同工作对梁受力性能影响,可将现浇楼盖中的梁按T形截面进行计算分析,其首要问题是梁截面有效翼缘宽度的取值。对带现浇楼板的连续梁在竖向荷载作用下的受力性能进行非线性有限元分析,并在用试验验证计算结果可靠性的基础上,分析了板厚、梁高、梁宽、梁跨、板宽、约束条件、荷载形式、纵向裂缝等因素对梁中支座截面有效翼缘宽度的影响。分析结果表明,上述因素对梁支座截面有效翼缘宽度均有一定影响,其中以梁高、梁跨和梁宽的影响较明显。最后,对现浇钢筋混凝土弱节点框架提出了竖向荷载作用下梁中支座截面有效翼缘宽度的建议公式。     

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。     

体外预应力钢-混凝土组合梁负弯矩区的承载力研究

通过体外预应力组合梁的承载力试验,研究了负弯矩作用下体外预应力组合梁的开裂和极限承载力。研究结果表明:对负弯矩区组合梁施加体外预应力后,可有效提高截面的开裂弯矩。负弯矩作用下体外预应力组合梁的预应力增量很小,可忽略。一般情况下,对负弯矩截面施加体外预应力,不会提高截面的屈服承载弯矩。负弯矩作用下体外预应力组合梁的极限承载力受失稳控制。把预应力作用作为等效荷载,探讨组合梁失稳承载力的计算方法,采用BS5400:Part3方法计算了预应力组合梁的失稳临界弯矩。