框架組合梁負(fù)彎矩區(qū)增設(shè)蓋板的優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、鋼-混凝土組合梁通過(guò)剪切連接件充分發(fā)揮了混凝土的抗壓性能和鋼梁的抗拉性能，具有很好的抗彎承載能力。將鋼-混凝土組合梁應(yīng)用于框架結(jié)構(gòu)中，可使結(jié)構(gòu)體系的截面小而造價(jià)低，承載能力高而剛度大，很好地改善了框架梁的受力性能，在工程中擁有廣闊的應(yīng)用前景。
　　框架組合梁在負(fù)彎矩區(qū)的極限承載能力遠(yuǎn)差于正彎矩區(qū)，是其薄弱環(huán)節(jié)?？蚣芙M合梁通過(guò)在負(fù)彎矩區(qū)增設(shè)蓋板的優(yōu)化方式，能夠有效地增強(qiáng)框架組合梁在負(fù)彎矩區(qū)的抗彎承載能力，減小受壓翼緣的寬厚比而提高梁

2、的局部穩(wěn)定性，同時(shí)通過(guò)塑性鉸往節(jié)點(diǎn)域外側(cè)移動(dòng)，增加抗震耗能能力。
　　本文主要的研究?jī)?nèi)容包括:
　　1)研究框架組合梁負(fù)彎矩區(qū)增設(shè)蓋板提高抗彎承載能力的合理性及提高程度。確定蓋板的尺寸（包括蓋板的長(zhǎng)度、寬度和厚度）以及蓋板與鋼梁的連接方式。
　　2)基于規(guī)范GB50017-2003推導(dǎo)鋼-混凝土框架組合梁負(fù)彎矩區(qū)增設(shè)蓋板優(yōu)化方式的承載能力計(jì)算方法，并針對(duì)規(guī)范中負(fù)彎矩區(qū)的計(jì)算理論存在的不足之處，提出彎剪復(fù)雜應(yīng)力作用下的優(yōu)

3、化計(jì)算方法。研究框架組合梁的整體穩(wěn)定性和局部穩(wěn)定性，并通過(guò)理論分析推導(dǎo)得到腹板的高厚比限值。
　　3)通過(guò)ABAQUS軟件進(jìn)行有限元模擬，研究鋼-混凝土框架組合梁在負(fù)彎矩區(qū)的上下翼緣加設(shè)蓋板相比于未加蓋板形式的承載能力的提高程度，并對(duì)照計(jì)算結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。通過(guò)對(duì)蓋板厚度和長(zhǎng)度的變化，分析增設(shè)蓋板的形式對(duì)于提高框架組合梁承載能力的控制因素。
　　通過(guò)理論推導(dǎo)和ABAQUS有限元分析，得出以下結(jié)論和研究成果:
　　1)鋼-混

4、凝土組合框架梁在鋼梁負(fù)彎矩區(qū)端部的上下翼緣增設(shè)蓋板，經(jīng)過(guò)理論計(jì)算和ABAQUS有限元模擬分析，能夠顯著提高組合框架梁負(fù)彎矩區(qū)的抗彎極限承載能力。通過(guò)ABAQUS有限元模型的分析，比較了蓋板不同的厚度和長(zhǎng)度的情況對(duì)框架組合梁的抗彎承載能力的提高程度，給出了蓋板的合理設(shè)計(jì)尺寸。
　　2)根據(jù)規(guī)范GB50017-2003對(duì)鋼-混凝土組合梁負(fù)彎矩區(qū)極限承載能力的計(jì)算理論，推導(dǎo)了增設(shè)蓋板的優(yōu)化形式相應(yīng)的計(jì)算方法。該規(guī)范中未提出中和軸的具體計(jì)

5、算方法，且未考慮中和軸在鋼筋混凝土翼板的情況，同時(shí)彎矩調(diào)幅較為保守。本文根據(jù)鋼-混凝土組合梁在彎剪復(fù)雜應(yīng)力下的簡(jiǎn)化受力模型，給出了改進(jìn)后的計(jì)算方法。與規(guī)范的計(jì)算方法相比，其計(jì)算原理清晰可靠，不必考慮彎矩調(diào)幅的計(jì)算，更為全面的考慮了栓釘?shù)倪B接程度對(duì)組合梁承載能力的影響，同時(shí)避免了計(jì)算中和軸的位置，便于計(jì)算分析。
　　3)框架組合梁的整體穩(wěn)定性經(jīng)過(guò)理論分析與工程驗(yàn)證，在框架結(jié)構(gòu)的應(yīng)用中一般不用考慮其整體穩(wěn)定性;對(duì)于框架組合梁的局部穩(wěn)定