考虑约束效应的型钢混凝土梁抗弯承载力计算分析

针对强度叠加法在计算型钢混凝土梁抗弯承载力时过于保守的实际情况,将约束混凝土理论应用于型钢混凝土抗弯承载力的计算中,以考虑型钢及箍筋对混凝土的有效约束作用,并将混凝土划分为约束区与非约束区混凝土.详细介绍了箍筋位置梁横截面约束混凝土面积计算方法,分析了梁中箍筋间距的影响,同时将型钢与箍筋对混凝土的有效约束应力转化为混凝土的约束强度,得到了梁截面中约束区混凝土面积及强度的计算方法.在此基础上,对强度叠加法进行了修正,建立了最大叠加强度的型钢混凝土梁抗弯承载力计算方法.与21个试验值对比分析表明,该计算公式与试验值符合良好.     

型钢轻骨料混凝土梁抗弯承载力计算

基于简单叠加法,考虑型钢对混凝土的约束,提出型钢轻骨料混凝土梁抗弯承载力的改进叠加法计算公式.改进叠加法在混凝土承载力项中引入了混凝土抗弯承载力修正系数αrc.对8个型钢轻骨料混凝土梁和8个型钢普通混凝土梁的抗弯承载力修正系数进行分析,分析结果表明:当总含钢率与纵筋配筋率的比值在3.4%～10.8%时,αrc和该比值成正比,αrc的范围为1.0～2.0,改进的公式和钢筋混凝土梁抗弯承载力计算公式相衔接.试验结果对比表明:改进叠加法具有足够的精度,同时适用于型钢轻骨料混凝土梁和型钢普通混凝土梁.     

内配型钢圆钢管混凝土构件受弯性能分析计算

采用有限元软件ABAQUS建立内配型钢钢管混凝土受弯构件力学模型,借助已有试验验证模型的合理性,在此基础上研究该类构件在弯矩作用下的变形规律、受力过程和破坏模态,分析构件材性、型钢含钢率、型钢截面形式等参数对内配型钢钢管混凝土受弯构件极限承载力及抗弯刚度的影响;引用欧洲规范中组合柱抗弯承载力计算公式进行计算,并将计算结果与已有试验结果及有限元模拟结果进行对比,二者吻合良好,说明欧洲规范中组合柱抗弯承载力计算公式可用于该类构件的设计计算.研究结果可为内配型钢钢管混凝土受弯构件设计提供参考.     

SRHSHPC梁受弯性能试验及承载力研究

为了研究型钢高强高性能混凝土(SRHSHPC)梁的正截面承载力,对7榀不同跨度、剪跨比、含钢率及混凝土强度的型钢高强高性能混凝土梁进行了抗弯试验,分析了型钢高强高性能混凝土梁的破坏机理、粘结滑移、截面应力—应变以及荷载—挠度曲线等。试验结果表明:在加载初期,梁截面高度平均应变符合平截面假定,但到后期则不能很好地符合;型钢高强高性能混凝土梁受力过程中,型钢与混凝土界面有可能成为构件破坏的薄弱区而引发构件的不同破坏形态。最后,通过引入粘结滑移影响系数和截面对称性影响系数,提出了型钢高强高性能混凝土梁正截面承载力计算公式,其计算结果和试验结果吻合较好,可为相关设计提供参考。     

粘钢加固预应力混凝土梁抗弯承载力及变形的简化计算方法

在模型试验和有限元分析的基础上,首先分析了粘贴钢板厚度和梁侧粘钢高度、有效预应力大小、初始损伤程度等参数对预应力混凝土梁粘钢抗弯性能的影响.在基本假设基础上,分别推导了U型粘钢加固预应力混凝土梁的抗弯极限承载力和变形的简化计算公式.结果表明:梁侧面粘贴钢板高度不超过梁高的1/3比较适宜,有效预应力和初始损伤不会改变明显其极限承载力,建立的简化公式计算结果与实测结果及有限元分析结果吻合较好.     

再生混凝土梁抗弯理论与可靠度分析

基于国内外再生混凝土梁抗弯承载力的试验结果与采用<混凝土结构设计规范>(GB 50010-2002)计算结果的对比分析,从统计意义上表明<混凝土结构设计规范>同样适用于再生混凝土适筋梁.根据再生混凝土的受压本构关系,证实<混凝土结构设计规范>在再生混凝土正截面受弯承载力计算中的适用性;运用蒙特卡洛法对再生混凝土梁的抗弯承载力进行了可靠度分析.结果表明:可用<混凝土结构设计规范>计算再生混凝土梁抗弯承载力,且不需对其等效矩形压应力图形参数α1和β1进行修正;再生混凝土适筋梁的可靠度满足<建筑结构可靠度设计统一标准>(GB 50068-2001)要求;抗力不定性系数XP对再生混凝土梁抗弯承载力可靠度有影响,再生混凝土材料分项系数对适筋梁抗弯承载力可靠度指标影响不大.     

混凝土对称配筋梁的抗弯承载力分析与计算

针对混凝土双筋矩形梁在承载能力极限状态下可能出现的受拉纵筋应变超限问题,重新界定了其截面受压区的最小高度;根据混凝土双筋矩形梁抗弯承载力的计算理论,建立了混凝土对称配筋梁抗弯承载力计算的基本公式;对混凝土对称配筋梁的抗弯承载力进行相关计算,并提出了相应的实用计算方法。工程算例表明:对于混凝土对称配筋梁的抗弯承载力设计问题,应采用给出的实用计算方法进行相关计算,以确保安全;若按一般"双筋梁法"计算,则多数情况下结果偏于不安全,且最大误差可达10%以上。     

二次受力下钢筋RPC外包型钢梁的受弯性能

为探究新型材料对钢结构性能的增强效果,通过外包钢筋活性粉末混凝土（RPC）对受荷状态下的型钢梁进行加固并分析其受弯性能。通过二次受力下的抗弯试验,分析了钢筋RPC外包型钢梁的破坏过程和初始荷载、RPC强度、型钢强度对梁抗弯承载力的影响,并对试验结果进行了有限元模拟验证。结果表明：在不同参数影响下,外包钢筋RPC增强后的型钢梁与纯钢梁相比抗弯承载力提高17~2倍,破坏过程表现出良好的延性;受力过程中型钢与RPC界面未发生黏结破坏,两者能够共同工作;钢筋RPC外包型钢梁的极限承载力随初始荷载的增大而减小,随RPC强度和型钢强度增大而增大。根据试验结果,提出了二次受力下钢筋RPC外包型钢梁受弯承载力计算公式以及RPC强度折减公式,试验值、计算值和模拟值三者吻合良好。     

考虑区域约束的预应力型钢混凝土梁受弯承载力研究

为研究预应力型钢混凝土框架梁中型钢对混凝土约束作用及对梁承载力的影响,对前期有黏结预应力型钢混凝土框架试验进行研究。研究发现型钢能有效地约束预应力型钢混凝土框架梁中核心混凝土变形,改善受压混凝土破坏时的脆性性能,提高梁的受弯承载力。在此基础上,提出将预应力型钢混凝土框架梁作为压弯构件,参照文献的区域约束混凝土理论,在叠加基础上考虑约束混凝土的额外强度来计算梁的受弯承载力;提出考虑区域约束影响的承载力计算方法,计算结果与试验试件极限状态受弯承载力对比,计算值与试验值比值的平均值为0.98,吻合较好。     

基于粘结的型钢轻骨料混凝土梁有限元分析

为研究粘结滑移对型钢轻骨料混凝土梁受力性能的影响,对型钢轻骨料混凝土梁进行了非线性有限元模拟,并且和试验结果进行了比较。基于型钢和混凝土界面存在的粘结力,引入局部粘结滑移本构关系,对型钢应力分布、裂缝形态、荷载一挠度曲线进行了分析。分析中考虑了剪跨比、型钢放置情况等影响因素。分析结果表明：型钢轻骨料混凝土梁受力性能和型钢普通混凝土梁相似,随剪跨比增大,逐渐由斜剪破坏过渡到弯曲破坏。荷载一挠度曲线可明显地划分为三个阶段。考虑粘结的有限元分析结果和试验结果吻合较好,未考虑粘结的有限元计算承载力和刚度均比试验值大。