钢板 -混凝土组合梁极限抗弯承载力计算方法研究

为研究钢板-混凝土组合梁的受力性能,对2片带肋钢板-混凝土组合梁和1片普通钢筋混凝土梁进行了负弯矩区段的试验研究分析以及极限抗弯承载力计算方法的探索。试验表明,钢板-混凝土组合梁在抗弯承载力、刚度上表现良好。提出的钢板-混凝土组合梁极限抗弯承载力弹性-塑性相结合的计算方法,计算值与试验值较吻和。     

部分抗剪连接钢-混凝土组合梁抗弯极限承载力的实用计算方法

在承载力和变形许可的条件下,钢-混凝土组合梁采用部分抗剪连接可以方便施工、降低造价.由于没有考虑界面纵向滑移及竖向掀起效应的影响,钢结构设计规范中,部分抗剪连接组合梁抗弯强度的计算值在某些情况下将偏于不安全.通过对规范中部分抗剪连接和完全抗剪连接组合梁抗弯强度计算的对比分析,并结合国内4根部分抗剪连接组合梁的试验研究结果,建立了考虑界面纵向滑移及竖向掀起影响的部分抗剪连接组合梁受弯极限承载力的计算方法.计算结果表明,按照该方法得到的计算值与实测值吻合良好.     

锈蚀RC梁抗弯承载力计算方法研究

工程中钢筋混凝土梁纵向受力钢筋锈蚀情况复杂,梁上作用荷载形式多变. 为获取锈蚀RC （reinforced concrete）梁的抗弯承载能力,以锈蚀钢筋混凝土简支梁为研究对象,将锈蚀RC梁视为由混凝土和锈蚀底部纵筋组成的存在粘结-滑移的组合梁,依据混凝土与锈蚀钢筋之间的变形协调条件,给出了以挠度表达的锈蚀RC简支梁平衡微分方程;将平衡微分方程的齐次解作为单元形函数,推导出了锈蚀钢筋混凝土梁的单元刚度矩阵、等效节点荷载列阵以及每一荷载步锈蚀梁的内力计算公式;建立了能准确反应简支梁上荷载作用形式以及钢筋锈蚀状况的锈蚀RC梁抗弯承载力计算模型;最后通过17根锈蚀RC简支梁的试验数据对建议计算方法进行验证. 验证结果表明,抗弯承载力试验值与计算值之比的平均值为1.06,方差为0.012,二者吻合良好,该计算方法准确.      

钢-混凝土双面组合梁极限承载力计算方法研究

提出用简化计算方法、截面全过程分析和结构有限元分析等三种方法对双面组合连续梁极限抗弯承载力进行分析研究；以某一试验梁为例，对三种不同方法计算得到的承载力进行了比较分析，总结了各种方法的适用性，对双面组合梁的设计和研究有一定参考价值。     

组合梁塑性抗弯承载能力分析计算

近年来在工程实践中大量地使用了钢-混凝土组合梁。本文介绍了两种组合梁塑性抗弯承载能力的计算方法。     

钢-混连续组合梁负弯矩区处理方法研究

钢-混组合梁具有自重小、抗震性能好且用钢少、刚度大饶度小特点,钢-混连续组合梁与简支组合梁相比,可以提高负载能力,增强刚度,增大应用跨度。但其墩顶负弯矩区会产生混凝土受拉、钢梁受压的不利情况,通过介绍钢-混连续组合梁桥负弯矩区的设计处理方法,比较了各种方法对减小负弯矩区内混凝土桥面板的拉应力,从而限制裂缝宽度、防止钢梁失稳的作用。并最终达到改善了负弯矩区桥面板的受力性能,确保结构的耐久性和使用性能。     

考虑界面相对滑移的钢-混凝土组合梁力学性能分析

根据钢和混凝土的应力应变关系,提出该组合梁考虑钢与混凝土界面相对滑移的力学性能分析方法,并由此编制计算分析程序,求解竖向集中荷载作用下组合梁的承载力、荷载-挠度曲线以及钢与混凝土的相对滑移分布,并通过与试验对比,表明按该文分析方法得出的结论与试验吻合较好。     

带管翼缘的钢-混凝土组合梁抗弯性能试验研究

为了研究带钢管混凝土上翼缘的钢-混凝土组合梁在静载作用下的抗弯性能,进行了组合梁静力试验,建立了组合梁有限元模型,进行了非线性静力变参数分析。基于钢材的理想弹塑性模型和圆形钢管约束混凝土模型,建立了正截面抗弯承载力理论分析模型。研究结果表明:新型组合梁满足平截面假定,抗弯承载力大,延性好,钢管内填混凝土与管壁无滑移;极限抗弯承载力随含钢率与钢材的屈服强度的提高而增大,管内填混凝土强度的提高对极限承载力影响不大,但可以显著提高其延性,因此,在新型组合梁设计过程中要考虑内填混凝土强度和上翼缘钢管屈服强度之间的匹配关系;极限抗弯承载力试验值与理论计算值的比值为1.07,说明理论分析模型偏于安全。     

栓钉锈蚀与抗剪承载力试验研究

栓钉剪力连接件是保证钢梁与混凝土翼缘共同工作的关键元件,栓钉锈蚀后将直接影响组合梁的抗剪连接程度,进而影响梁的承载能力.文中将通过推出试验,研究栓钉锈蚀对其承载力的影响规律.通过对试验结果的回归分析,研究栓钉锈蚀后的抗剪承载力的计算公式.     

钢-混组合梁桥力学性能分析

为优化钢-混组合梁剪力键设计,依托某钢-混组合梁桥,使用midas有限元设计软件分析了组合梁桥运营阶段结构变形、抗剪强度、钢梁和混凝土板应力、剪力键应力幅、支座反力等力学性能,结果满足规范要求,在此基础上对剪力键类型和设置间距开展研究,研究表明：剪力键类型和设置间距对组合梁界面滑移影响较大,设置柔性剪力键的方案,结构滑移量较大,剪力键类型和设置间距对挠度有一定影响,但对钢-混组合梁结构应力影响不明显。剪力键刚度越小,设置间距越大,钢-混组合梁成桥变形越大。研究结果可供类似工程设计参考。     

锈蚀率对同类型RC梁抗弯刚度影响

专门针对相同钢筋类型(保护层厚度、钢筋类型、钢筋直径以及配筋率)的钢筋混凝土梁,开展锈蚀率对其抗弯刚度影响研究,通过对相同类型但不同锈蚀率的钢筋混凝土梁静载试验,得到了挠度与曲率的关系,进而分析了锈蚀率对梁曲率的影响,推导出跨中弯矩与曲率之间的关系,进一步考虑不同锈蚀率下弯矩增长与抗弯刚度之间的关系,建立了考虑锈蚀率的梁的抗弯刚度退化系数计算公式.可为既有公路混凝土桥梁耐久性评估提供参考依据.     

钢-混凝土组合箱梁抗震性能试验

进行了4组不同剪力连接度与腹板高厚比的组合箱梁低周反复荷载试验, 对组合箱梁的失效模式、滞回性能、骨架曲线、耗能能力、延性、刚度退化规律等抗震性能进行了深入研究, 重点分析了腹板高厚比和剪力连接度对组合箱梁抗震性能的影响。研究结果表明: 由于腹板高厚比和剪力连接度的不同, 组合箱梁存在局部屈曲破坏、弯剪破坏、压弯破坏和剪切破坏4种失效模式; 荷载-挠度滞回曲线和骨架曲线可分为弹性、弹塑性与破坏3个阶段; 不同剪力连接度与腹板高厚比情况下的荷载-挠度滞回环丰满而稳定, 没有明显的捏缩现象, 体现良好的抗震性能; 剪力连接度越大, 组合箱梁骨架曲线越饱满, 耗能能力越强, 但延性变化不明显; 腹板高厚比越大, 组合箱梁延性越好, 耗能能力越强; 剪力连接度与腹板高厚比对组合箱梁刚度退化前期有较大影响, 后期影响变小。     

Modeling the flexural carrying capacity of corroded RC beam

Considering the change of bond strength between corroded steel and concrete, flexural carrying ca-pacity of corroded reinforced concrete (RC) beam was calculated. On the basis of the condition of equilibriumof forces and compatibility of deformations for the whole beam, a model for the prediction of flexural carryingcapacity of the corroded RC beam was proposed. Comparison of the model's predictions with the experimentalresults published in the literature shows the practicality of the proposed method.     

R-UHPC梁的抗剪承载力计算方法

收集了大量的配筋超高性能混凝土(R-UHPC) 梁抗剪承载力的试验数据, 分析了现有抗剪承载力计算方法, 研究了R-UHPC梁的抗剪机理, 考虑了UHPC的抗拉作用, 提出了基于桁架-拱模型的R-UHPC梁抗剪承载力计算方法, 并比较了计算结果与试验结果。比较结果表明: 在现有的计算方法中, 采用基于统计分析方法的承载力计算值与试验值的平均比值为0.92, 比值的标准差为0.23, 比值的相关性系数为0.78, 比值的可靠性系数为0.877, 该方法因回归数据有限, 精度不高; 对于基于一般桁架模型的梁抗剪承载力计算方法, 法国UHPC指南AFGC抗剪承载力计算值与试验值的平均比值为0.90, 比值的标准差为0.18, 比值的相关性系数为0.80, 比值的可靠性系数为0.891, 计算精度较日本UHPC标准JSCE和瑞士标准SIA较高; 在AFGC指南基础上, 考虑了纵筋影响, 抗剪承载力计算值与试验值平均比值为0.93, 比值的标准差为0.23, 比值的相关性系数为0.75, 比值的可靠性系数为0.858, 与AFGC计算结果相比离散性较大; 采用基于桁架-拱模型的抗剪承载力计算方法的抗剪承载力计算值与试验值平均比值为0.76, 比值的标准差为0.26, 比值的相关性系数为0.62, 比值的可靠性系数为0.768, 因直接套用钢筋(普通) 混凝土梁的抗剪承载力计算方法且不计UHPC的抗拉作用, 计算结果过于保守, 且可靠性最差; 采用提出的抗剪承载力计算方法的计算值与试验值的平均比值为0.94, 比值的标准差为0.21, 比值的相关性系数为0.80, 比值的可靠性系数为0.885, 与现有计算方法相比, 本文提出计算方法精度较高, 离散性小。     

钢-混凝土组合连续弯箱梁抗火性能与设计方法

为研究提高钢-混凝土组合连续弯箱梁抗火性能的策略,选取某三跨钢-混凝土组合连续弯箱梁为研究对象,利用通用有限元软件ANSYS建立了其在火灾下的三维非线性两阶段分析模型;基于已有热-结构耦合分析方法,模型考虑了钢箱梁内空腔辐射传热过程和其上翼缘与混凝土板的接触边界条件;将模型得到的预测结果与试验数据进行了比较,验证了模型的可靠性;采用建立的模型在不同纵向受火位置、火灾强度和荷载水平作用下对钢-混凝土组合连续弯箱梁跨中挠度进行了参数敏感性分析,研究了其极限承载能力和刚度衰变规律;以火灾下跨中挠度为评估指标,提出了针对钢-混凝土组合连续弯箱梁的抗火设计方法。研究结果表明：在对称火和结构荷载作用下,钢-混凝土组合连续弯箱梁外边缘挠度大于内边缘挠度,且荷载越大,火灾越严重,这一效应越显著;在油罐车等过火面积较大的火灾作用下,刚度较极限承载能力衰退更快,与常温下的钢-混凝土组合连续弯箱梁极限承载能力和刚度相比,边跨受火16 min时极限承载能力和刚度分别降低至29%和14%,中跨受火28 min时极限承载能力和刚度分别降低至31%和22%;在钢-混凝土组合连续弯箱梁抗火设计中,应首先提高外侧钢箱梁在火灾下的刚度,增多和加宽外侧钢箱梁底板纵向加劲肋可使边跨受火20 min后内外侧钢箱梁跨中挠度差分别减小23%和30%,中跨受火32 min后内外侧钢箱梁跨中挠度差分别减小22%和27%。     

复合主拱圈加固石拱桥的承载力计算模式研究

在分析复合主拱圈技术加固石拱桥后主拱圈极限状态的过程中,考虑了加固结构二次受力的特点和新旧结构不同材料的力学性能,按照承载能力极限状态计算原则推导出了加固后石拱桥的承载力计算模式,以供加固设计时参考.     

复合主拱圈加固石拱桥的承载力计算模式研究

在分析复合主拱圈技术加固石拱桥后主拱圈极限状态的过程中，考虑了加固结构二次受力的特点和新旧结构不同材料的力学性能，按照承载能力极限状态计算原则推导出了加固后石拱桥的承载力计算模式，以供加固设计时参考．