钢-混凝土组合梁考虑剪力滞和滑移的一阶自振频率

根据结构中钢梁与混凝土板的相对滑移、钢梁翼缘和混凝土板的剪力滞效应以及结构的挠度情况,假设结构的纵向位移函数,得到结构的能量泛函;基于能量变分原理,推导结构的运动微分方程;针对简支钢-混凝土组合梁,考虑简谐自由振动的特征,得到了有阻尼振动的一阶自振频率;依此分析了剪力滞和滑移以及结构的几何参数对频率修正系数的影响.     

钢-混凝土组合梁界面滑移效应变分法求解

为了求解钢-混凝土组合梁的界面滑移效应,以弹性理论为基础,建立平衡方程;利用最小势能原理,结合变分方法,分别推导了简支钢-混凝土组合梁在受均布荷载和集中荷载时,组合梁的界面相对滑移、组合梁挠度以及附加弯矩的计算方法.结果表明:此方法使相对滑移微分方程基本形式得到统一;附加弯矩与相对滑移趋势成正比,而与相对滑移量无关;界面相对滑移量与抗滑移刚度、截面剪力有关,并且会增加组合梁挠度;简支组合梁相对滑移在梁两端部达到最大值,而向跨中减小.最后通过算例验证了给出的解析解的正确性.     

钢-混凝土组合梁变形计算的有限元分析

介绍了钢-混凝土组合梁变形计算的一种新方法一有限单元法,同时简要说明了已有的几种变形计算方法,并将各种方法的计算结果与试验结果进行了对比分析.     

钢-混凝土组合梁挠度的近似算法分析

介绍钢-混凝土组合栗挠度的几种近似算法,通过与试验结果进行对比,分析组合栗挠度与抗剪连接程度的相互关系,总结各算法的适用范围及精确程度,方便工程设计人员根据需要使用。     

钢-混凝土组合梁的研究与展望

介绍国内外叠合式钢-混凝土组合梁应用及研究成果,分析这种组合梁存在的主要问题,重点探讨各种最新研究的型钢-混凝土组合梁的受力及变形特点,在分析的基础上,认为加强钢-混凝土间的锚固、纵向截面的抗剪承载力以及斜截面的抗剪承载力是叠合式钢-混凝土组合梁发展应解决的关键问题,提出的新型组合梁加强了钢与混凝土间的粘结,提高了结构的抗剪能力及抵抗变形的能力,加强了结构的整体性及抗火能力．     

钢-混凝土组合梁弹性屈曲的力学性能

为避免钢混凝土连续组合梁发生局部失稳 ,对负弯区钢梁腹板在弯曲应力、轴向压应力和剪应力联合作用下的力学性能进行了研究。基于偏心受压与剪切作用下的相关方程和各种简单受力条件下的屈曲分析结果 ,计算了钢梁腹板在复杂应力状态下的弹性屈曲因数 ,并提出了组合梁在弹性受力阶段钢梁腹板不设横向加劲肋的高厚比限值。计算表明 ,连续组合梁负弯矩区钢梁腹板的弹性临界高厚比主要受弯曲应力的影响 ,其次为剪应力。与现有规范相比较 ,该计算方法具有更广泛的适用性     

钢-混凝土组合梁的截面优化设计

钢-混凝土组合梁的截面优化可提高其自身的性能、节省材料.结合设计规范,建立了钢-混凝土简支组合梁两类截面的优化数学模型,采用序列二次规划优化算法并用Matlab语言编制了计算程序,对一简支组合梁截面进行了优化设计,取得很好的优化效果,数值结果表明优化数学模型正确、算法有效.该方法可应用于钢-混凝土组合梁的工程优化设计.     

钢-混凝土连续组合梁界面滑移效应研究

滑移效应是组合梁的研究和应用中必须重视的问题。考虑组合梁各部分的材料特性和交界面的滑移效应,运用ANSYS 12.0模拟建立了适合于钢-混凝土组合梁非线性分析的有限元模型。分析了钢-混凝土连续组合梁荷载-滑移曲线的变化规律及组合梁的变形情况,并且在此基础上研究了剪力连接度对界面滑移及挠度的影响。计算结果表明,剪力连接度对界面滑移及挠度均有一定影响,当剪力连接度大于0.5时,剪力连接度对界面滑移及挠度的影响可以忽略。     

钢-混凝土组合梁刚度的研究

考虑到存在于钢梁和混凝土之间的相对滑移效应使钢—混凝土组合梁变形增大,刚度降低,按现行换算截面法计算组合梁的刚度未能考虑滑移效应,导致刚度计算值偏大,用于变形验算偏于不安全,该文建立了考虑滑移效应的钢—混凝土组合梁短期和长期刚度计算公式,并建立了刚度折减系数的简单实用表达式,长期刚度公式还考虑了混凝土徐变系数和收缩的影响。根据该短期刚度计算公式得到的组合梁挠度计算值与实测结果吻合良好。该刚度公式不仅适用于完全剪力连接组合梁,而且适用于部分剪力连接组合梁。     

预应力钢-混凝土组合梁挠度计算

在分析预应力钢-混凝土组合梁工作机理的基础上,提出了考虑混凝土翼缘滑移效应、预应力钢束张力增量以及二者相互作用的迭代-修正刚度法,用于计算预应力钢-混凝土组合梁在正常使用阶段的挠度,并编制了计算程序.计算结果与有限元分析结果吻合良好,对预应力钢-混凝土组合梁的研究、设计有一定的参考价值.     

钢-混凝土连续结合梁的温度效应

在静定钢-混凝土结合梁温度响应的基础上,求出了单跨超静定结合梁的劲度系数和温度变化时的固端弯矩;根据力矩分配法,并考虑混凝土的受拉区开裂而不能承载的特点,分析了连续结合梁在温度作用下的响应.以京沪高速铁路三跨钢-混凝土连续结合梁为例,计算了在存在温度梯度、温差和骤然降温时的应力、挠度及剪力钉的受力情况.研究结果表明:当混凝土的温度变化大于钢梁的温度变化时,混凝土中的应力均为压应力,钢梁中的应力均为拉应力;当温度变化较大时,连续结合梁将产生不容忽视的应力;在计算连续结合梁的温度响应时若设钢和混凝土的线膨胀系数相等,则会产生较大的误差.     

钢-砼结合梁温度应力的弹性力学解

采用弹性理论的半逆解法,视静定钢-砼结合梁为平面应力问题,将应力函数取为三角级数,考虑钢与混凝土的相对滑移,推导了钢-砼结合梁在一般温度分布作用下的应力公式。最后,通过算例,计算了钢-砼结合梁在温差、日照温度变化和骤然降温三种工况下的温度应力。     

部分剪力连接钢-混凝土组合梁变形计算的组合系数法

为准确计算部分剪力连接组合梁在考虑滑移效应时的挠度,在对组合梁变形计算的既有方法进行综合评述的基础上,提出了新的计算方法--组合系数法.采用应力等效的简化方法,分别推导了无剪力连接和完全剪力连接组合梁的组合系数,并采用插值方法建立了部分剪力连接组合梁的组合系数.利用该法进行了大量算例的计算,计算结果与理论解析方法和试验结果吻合良好.组合系数法不需要进行换算截面的计算,而且将无剪力连接、部分剪力连接和完全剪力连接组合梁的计算方法统一起来.组合系数法形式简单,物理意义明确,计算结果能够满足工程精度要求.     

青藏铁路钢-混凝土组合结构低温试验研究

针对钢-混凝土结合梁在青藏铁路上的应用,模拟青藏线的温度环境,用专门研制的低温设备(最低温度能保持在-50 ℃以下),对由14MnNbq钢构件、φ22栓钉和C50混凝土组成的钢-混凝土组合件作了低温疲劳试验.试验中,考虑了钢板的轧向和环境温度变化等因素的影响,研究了低温下φ22栓钉的破坏形式和疲劳承载力等问题,并将低温下的试验结果同常温下的试验结果进行了对比.研究表明:同等荷载下,φ22栓钉在-50 ℃～0 ℃的低温环境下疲劳寿命比室温下长,且有温度越低,疲劳性能越好的趋势;钢板轧向对栓钉疲劳寿命影响很大;14MnNbq钢材质优良,转变温度低于-50 ℃,-50 ℃下,栓钉焊在14MnNbq钢板上对钢板材质无影响.采用FZS型温度数据自动测试系统,模拟青藏线昼夜降温、升温过程,对钢与混凝土的温差做了测试.根据测试结果,青藏铁路结合梁设计中钢与混凝土温差可按15 ℃取值.图6,表1,参16.     

钢-混凝土组合楼盖空间作用的试验研究

为了研究钢混凝土组合楼盖的空间作用,采用伪静力试验方法对按1/4比例缩小的单跨、4层、4柱距的钢框架、带水平支撑钢框架、组合框架以及带水平支撑组合框架模型进行了弹性比较试验,并对组合框架结构模型进行了破坏试验。试验结果表明,钢混凝土组合楼板能够满足水平荷载作用下协同框架结构整体受力的要求。在弹塑性阶段,混凝土楼板和钢梁之间仍然能够通过栓钉共同工作,有效地减小水平荷载作用下框架结构的侧向位移。试验验证了组合楼盖传递水平荷载的有效性,为进一步的理论研究提供了参考。     

低矮型钢-混凝土组合梁桥方案设计与分析

以36m跨径的简支梁桥改造设计为例,分析比较了普通组合平行工字梁、预应力组合平行工字梁和组合箱梁三种桥型在相同荷载等级作用下的受力、变形以及经济性能.结果表明,组合梁桥具有较好的性能,预应力组合梁和组合箱梁的经济高跨比可以小于1/20.     

简支组合梁混凝土翼缘剪力滞后效应分析

为了研究钢混凝土组合梁混凝土翼缘中的剪力滞后规律,对于不同类型荷载作用下的简支单向组合梁板体系,采用解析法并根据薄板理论,分别建立了翼缘板中面内应变和挠度的偏微分方程。根据简化的边界条件,得到了面内应变和弯曲应变的级数解,进而求得剪力滞后系数。通过算例分析和与有限元分析结果的对比,证明了该方法的收敛性和精度。参数分析结果表明,剪力滞后现象主要存在于面内应变中,滞后程度主要取决于板的宽跨比和荷载类型等参数。     

大跨钢-混凝土连续组合箱梁桥双重组合作用

为研究双重组合作用对大跨钢-混凝土连续组合箱梁桥受力性能的影响,通过对潍坊市跨济青高速立交桥现场静载试验研究,采用有限元方法对2种模型计算结果及现场实测结果进行比较分析,并对双重组合箱梁下层混凝土板的长度与主跨长度之比和混凝土板厚度与钢梁底板厚度之比2个变量进行参数分析。研究结果表明:双重组合箱梁下层混凝土板有效降低钢梁下翼缘的应力;考虑双重组合作用后,连续组合梁桥结构刚度及支点负弯矩略有增加,中跨跨中挠度及正弯矩略有减小,最大幅度不大于10%。