钢-LUHPC组合梁抗裂性能试验研究

设计并制作了3片钢-LUHPC(轻质超高性能混凝土,Light Ultra-High Performance Concrete,简称LUHPC)组合梁和1片钢-混凝土组合梁,通过跨中两点对称反向加载的方式开展试验,得到了试验梁的开裂荷载、极限荷载、跨中挠度、截面应力等参数和变化曲线。结果表明:钢-LUHPC组合梁与普通混凝土组合梁相比,抗裂性能提升3倍以上;裂缝宽度减小、发展缓慢、扩展范围小;反向加载极限承载能力相当;在弹性阶段抗弯刚度提升41.1%,极限状态下跨中截面挠度降低14.1%,说明LUHPC能够显著提升组合连续梁的抗裂及抗弯性能。     

不同抗剪连接程度组合梁挠度的研究

以组合梁位移计算理论公式为基础,在不同范围的抗剪连接程度下,得出设计组合梁挠度实用计算公式,包括部分抗剪连接和超抗剪连接,并与试验所得数据以及国内规程进行了对比。公式形式直观,物理概念明确,计算精度满足工程设计要求。同时还得到了一些采用不同连接程度的组合梁设计的有益结论。     

界面滑移效应下钢-混凝土组合梁总剪力和挠度

推导了钢-混凝土组合梁挠度和界面连接件承受抗滑移总剪力的计算公式。应用本公式计算结果与文[1]按Goodman理论和文[2]按折减刚度法计算组合梁的挠度值很吻合。计算帽形冷弯薄壁型钢-混凝土组合梁的挠度时,由于帽形冷弯薄壁型钢受拉,其凹槽中的混凝土随受拉开裂退出工作,应用本文公式计算此类型钢-混凝土组合梁的挠度,挠度公式中惯性矩只须不计帽形型钢凹槽中受拉开裂的混凝土,这样计算的挠度与[3]文试验帽形冷弯薄壁型钢-混凝土组合梁的实测挠度值很吻合,说明本文计算钢-混凝土组合梁挠度和连接件承受总剪力的公式准确可靠。     

新型外包钢—混凝土组合梁中栓钉应力分析

新型外包钢--混凝工组合梁强度高、延性好、便于施工,应用前景广阔.目前对这种新型外包钢一混凝土组合梁中栓钉应力研究并不是很充分,应用有限元软件对一根新型外包钢-混凝土组合梁中的栓钉的应力分布进行了模拟分析计算,为进一步研究新型外包钢一混凝土组合梁中栓钉的布置和应用提供了理论基础.     

耐火钢-混凝土简支组合梁抗火性能

为研究耐火钢-混凝土简支组合梁在火灾下的变形性能和耐火极限,基于有限元软件ABAQUS建立的分析模型分别对采用防火涂料和防火板保护的耐火钢-混凝土简支组合梁标准升温下的抗火性能进行模拟.分析了荷载比、防火保护层、材料强度、截面尺寸、混凝土楼板中纵向钢筋等因素对组合梁耐火极限的影响.结果表明:荷载比和防火保护层厚度是影响耐火钢-混凝土简支组合梁抗火性能最重要的两个因素.钢梁板件厚、翼缘宽等对耐火钢-混凝土组合梁的抗火性能有一定有利影响.材料强度、钢梁高和楼板厚、楼板宽和楼板中纵向钢筋直径对耐火钢-混凝土简支组合梁的耐火极限影响不大.同等条件下防火板比防火涂料具有更好的防火保护效果.当荷载比为0.5~0.7时,使用耐火钢替换普通钢后钢-混凝土简支组合梁的耐火极限提高35%~40%,可减小防火涂料厚度30%左右.采用中国规范(CECS 200:2006)中的方法计算耐火钢-混凝土简支组合梁的耐火极限,和有限元计算结果相比荷载比较小时偏保守.     

部分抗剪连接钢-预制混凝土板组合梁疲劳性能试验研究

为了研究部分抗剪连接钢-预制混凝土板组合梁的疲劳性能,对两根组合梁试件分别开展了静力和疲劳加载试验。在疲劳试验中,跨中钢梁母材在200 MPa应力幅作用下经历了95.5万次等幅疲劳加载后最终发生了疲劳断裂;组合梁试件在疲劳荷载作用下产生了明显的刚度退化,在经历50万次的疲劳加载后,由疲劳损伤引起的组合梁跨中附加挠度约为初始挠度的45.1%。结果表明:焊缝缺陷是焊接钢梁发生疲劳破坏的重要诱因;部分抗剪连接组合梁在疲劳荷载作用下的附加变形计算应予以重视;通过合理设计,部分抗剪连接钢-预制混凝土板组合梁具有应用于桥梁工程的可行性。     

钢-高强有机聚合物纤维混凝土组合连续梁力学性能试验研究

针对钢-混组合连续梁桥负弯矩区易开裂难题,采用高抗裂的高强有机聚合物纤维混凝土代替普通混凝土,在跨中对称荷载作用下,试验研究钢-高强有机聚合物纤维混凝土组合连续梁的力学性能,探明高强有机聚合物纤维及其掺量对组合梁抗裂性能的影响作用。结果表明,高强有机聚合物纤维对钢-混组合梁抗裂性能和结构延性的提升影响较大,对承载能力的影响较为有限;高强有机聚合物纤维掺量增高,结构抗裂性能提升,开裂弯矩增大,裂缝发展受到抑制;通过荷载-纤维掺量关系曲线,获得了高强有机聚合物纤维的最佳掺量取值4kg/m3。研究成果为高强有机聚合物纤维混凝土在钢-混组合连续梁桥中的应用提供了技术支撑。     

钢-混凝土组合梁的非线性性能分析

本文对9根钢—混凝土组合梁进行了竖向加载试验,测出了该组合梁的极限荷载、钢与混凝土界面的相对滑移分布以及荷载-挠度曲线,并由此提出了根据钢与混凝土应力-应变关系,考虑钢与混凝土界面相对滑移的组合梁非线性性能分析方法,进而求解了竖向集中荷载作用下组合梁的极限荷载、钢与混凝土界面的相对滑移分布以及荷载-挠度曲线等非线性参数,通过试验对比,表明本方法分析结果与试验吻合较好.     

外包U形钢混凝土组合梁承载力计算研究

外包U形钢混凝土组合梁是一种新兴的组合梁形式,该组合梁承载力的计算是组合梁应用的前提和基础。文章基于塑性理论和叠加原理对完全抗剪连接外包U形钢混凝土组合梁正、负弯矩作用下的极限受弯承载力、竖向抗剪承载力以及纵向抗剪和纵向抗滑移承载力的计算进行理论研究,探讨组合梁各承载力的计算方法,建立了相应承载力的计算公式,并通过试验验证了公式的适用性。结果表明:提出的极限受弯承载力计算公式可以较好地预测组合梁的受弯承载力;组合梁竖向抗剪承载力的计算为U形钢侧板和U形钢内混凝土两部分承载力的叠加;提出的组合梁纵向抗剪和纵向整体抗滑移的计算方法和公式,能保证组合梁在弯曲破坏之前不会发生纵向水平剪切破坏和纵向整体滑移破坏。     

钢——砼组合梁的截面性能分析

本文用数值迭代法对钢——砼组合梁截面的弯矩—曲率关系和权限弯矩进行了计算分析。从理论上校核了用来确定组合梁极限抗弯强度的简化塑性理论。计算结果和分析表明,数值迭代法是计算组合梁截面曲率的有效方法。在已知滑移应变的情况下,数值迭代和数值积分计算可以较精确地估算不完全剪力连接钢—砼组合梁的挠度。