鋼-混凝土組合梁正常使用階段時(shí)有效翼緣寬度的研究.pdf

1、在鋼-混凝土組合梁中，因?yàn)榧袅?yīng)的存在，使得通過初等梁理論計(jì)算得到的組合梁撓度和應(yīng)力不準(zhǔn)確，存在安全隱患。因此在國內(nèi)外規(guī)范中引入了有效翼緣寬度的概念，其反映了剪力滯效應(yīng)對鋼-混凝土組合梁力學(xué)性能的影響。但是，在組合梁正常使用階段下有效翼緣寬度的研究中，負(fù)彎矩作用下研究較少。而且，我國規(guī)范在獲取負(fù)彎矩區(qū)縱向鋼筋應(yīng)力時(shí)，計(jì)算組合梁有效翼緣寬度只考慮鋼梁和鋼筋，認(rèn)為混凝土受拉即退出工作，完全忽略混凝土。這種情況只有在結(jié)構(gòu)達(dá)到負(fù)彎矩區(qū)承載力

2、的極限狀態(tài)時(shí)才適用，而且這樣計(jì)算得出的縱向鋼筋應(yīng)力偏大，會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致混凝土裂縫寬度值偏大。顯然，這種計(jì)算方法是不符合實(shí)際情況的。
　　因此本文旨在得到組合梁在正常使用階段負(fù)彎矩區(qū)有效翼緣寬度的一種較為合理的計(jì)算方法，從而獲取較為理想的縱向鋼筋應(yīng)力。正常使用階段中，組合梁在正彎矩受力狀態(tài)下處于彈性階段，而在負(fù)彎矩受力狀態(tài)下，根據(jù)實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，本文以跨中處縱向鋼筋應(yīng)力在30％～50％屈服應(yīng)力階段，作為負(fù)彎矩下正常使用階段的確定依據(jù)。其

3、中，基于理論公式計(jì)算的高效性，本文選用理論公式進(jìn)行正彎矩彈性階段下分析;而在負(fù)彎矩受力時(shí)，混凝土?xí)霈F(xiàn)塑性變形甚至開裂，理論公式僅適用于彈性階段，因此采用有限元方法來進(jìn)行分析。
　　本文首先通過有限元軟件ABAQUS對某文獻(xiàn)試驗(yàn)進(jìn)行全過程的非線性數(shù)值模擬，通過與試驗(yàn)結(jié)果擬合，證明了有限元模型的精確性。再進(jìn)行了壓彎作用下的理論模型推導(dǎo)，通過與有限元結(jié)果對比，驗(yàn)證了此理論模型及解析解的正確性。隨后，采用理論公式對正彎矩彈性階段下的組合

4、梁有效翼緣寬度進(jìn)行分析，主要分析不同寬跨比以及荷載性質(zhì)下的有效翼緣寬度，提出相應(yīng)的簡化公式，并將計(jì)算結(jié)果與國內(nèi)外規(guī)范進(jìn)行對比分析;在正常使用階段負(fù)彎矩作用下，基于新的有效翼緣寬度計(jì)算方法，采用有限元模型對組合梁有效翼緣寬度進(jìn)行敏感性參數(shù)分析，參數(shù)包括沿跨徑不同位置、寬跨比、混凝土板厚度、縱向配筋率以及荷載性質(zhì)。根據(jù)有限元結(jié)果，提出主要影響參數(shù)下的簡化公式，并將計(jì)算結(jié)果與正彎矩彈性階段下的結(jié)果進(jìn)行對比分析。最后，將基于忽略混凝土作用計(jì)算得