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栓钉式钢-混凝土组合梁剩余承载力有限元分析

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铁道标准设计 2022年第2期66卷 66-71页

作者：张吉仁卜建清荣学亮荀敬川石家庄铁道大学土木工程学院石家庄050043 石家庄铁道大学交通运输学院石家庄050043 中建路桥集团有限公司石家庄050001

为计算钢-混凝土组合梁剩余承载力,采用适用于组合梁的非线性有限元建模方法,提出疲劳简化分析法并用于组合梁剩余承载力计算中,通过与试验结果对比证明了该方法的有效性,在此基础上探究抗剪连接度与荷载幅值对组合梁剩余承载力的影响... 详细信息

为计算钢-混凝土组合梁剩余承载力,采用适用于组合梁的非线性有限元建模方法,提出疲劳简化分析法并用于组合梁剩余承载力计算中,通过与试验结果对比证明了该方法的有效性,在此基础上探究抗剪连接度与荷载幅值对组合梁剩余承载力的影响规律。结果表明:组合梁疲劳简化分析法用于计算组合梁剩余承载力可以简化计算过程,且计算结果与试验结果吻合较好,平均误差为15%;组合梁剩余承载力退化呈单调递减趋势,荷载幅值增大及抗剪连接度降低会提高组合梁剩余承载力退化速率,增大剩余承载力退化量,使处于加载末期的组合梁剩余承载力呈指数型退化。

关键词：桥梁工程剩余承载力有限元分析钢-混凝土组合梁抗剪连接度荷载幅值

钢-煤矸石混凝土组合梁抗弯性能及其设计方法

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混凝土 2022年第8期 163-169页

作者：王庆贺张提睿张信龙张玉琢岳崇陈勇王全沈阳建筑大学土木工程学院辽宁沈阳110168 中国建筑东北设计研究院有限公司辽宁沈阳110000 哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点试验室黑龙江哈尔滨150090 中国建筑第二工程局有限公司北京100160

采用ABAQUS软件建立钢-混凝土组合梁抗弯性能有限元模型,并利用现有的钢-混凝土组合梁抗弯性能足尺试验结果验证模型的可靠性;进行参数分析,量化自燃煤矸石粗骨料取代率及抗剪连接度等参数对钢-混凝土组合梁抗弯性能的影响;基于有限元... 详细信息

采用ABAQUS软件建立钢-混凝土组合梁抗弯性能有限元模型,并利用现有的钢-混凝土组合梁抗弯性能足尺试验结果验证模型的可靠性;进行参数分析,量化自燃煤矸石粗骨料取代率及抗剪连接度等参数对钢-混凝土组合梁抗弯性能的影响;基于有限元分析结果对现行的钢-混凝土组合梁设计方法的适用性进行评述,进而提出钢-自燃煤矸石混凝土组合梁抗弯设计方法。研究结果表明:钢-混凝土组合梁抗弯性能随自燃煤矸石粗骨料取代率的增加而降低,相比钢-普通混凝土组合梁,自燃煤矸石粗骨料取代率为50%和100%的组合梁抗弯承载力分别降低1.1%~2.6%和2.2%~5.4%、抗弯刚度分别降低3.6%~4.7%和8.3%~10.0%;自燃煤矸石粗骨料取代率及抗剪连接度对钢-混凝土组合梁抗弯性能存在耦合影响,随着抗剪连接度的增大,自燃煤矸石粗骨料取代率对组合梁抗弯承载力的影响增大、对组合梁抗弯刚度的影响降低;提出考虑取代率和抗剪连接度影响的组合梁设计方法,可有效预测钢-自燃煤矸石组合梁的抗弯性能,且与钢-普通混凝土组合梁设计方法的预测精度相近。

关键词：钢-混凝土组合梁自燃煤矸石混凝土抗弯性能抗剪连接度设计方法

焊钉锈蚀后钢-混组合梁抗弯承载力简化计算方法

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交通运输工程学报 2019年第2期19卷 25-35页

作者：许波刘永健朱伟庆姜磊长安大学公路学院陕西西安710064 鄂尔多斯应用技术学院土木工程系内蒙古鄂尔多斯017000

为预测界面焊钉锈蚀后钢-混组合梁抗弯承载力,考虑了焊钉锈蚀后其抗剪强度与混凝土黏结强度和有效面积降低对焊钉抗剪承载力的劣化影响,提出焊钉锈蚀后组合梁抗剪连接度和锈蚀焊钉抗剪承载力系数的概念及其计算公式;基于塑性简化计算假... 详细信息

为预测界面焊钉锈蚀后钢-混组合梁抗弯承载力,考虑了焊钉锈蚀后其抗剪强度与混凝土黏结强度和有效面积降低对焊钉抗剪承载力的劣化影响,提出焊钉锈蚀后组合梁抗剪连接度和锈蚀焊钉抗剪承载力系数的概念及其计算公式;基于塑性简化计算假定,采用焊钉锈蚀后组合梁抗剪连接度对其抗弯承载力进行折减,建立了焊钉锈蚀后组合梁正负弯矩区抗弯承载力计算模型,分析了23根组合梁抗弯承载力试验结果,验证了计算模型的有效性。试验结果表明:在焊钉锈蚀率低于10%时,试验梁正负弯矩区抗弯承载力的试验值与提出公式的理论计算值非常接近,其中正弯矩区试验值与计算值的平均比值为1.00,变异系数为0.04,负弯矩区二者平均比值为1.01,变异系数为0,由此可见,计算结果与试验结果吻合较好。简化计算方法可用作界面焊钉锈蚀率较小情况下钢-混组合梁抗弯承载力定量和定性分析。

关键词：钢-混组合梁抗弯承载力焊钉锈蚀抗剪连接度抗剪承载力系数简化计算方法

不同参数条件对充填式窄幅钢箱-混凝土组合连续梁裂缝的影响

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建筑结构 2020年第2期50卷 101-106,75页

作者：莫时旭周梓滔李君谊广西岩土力学与工程重点试验室桂林541004 桂林理工大学土木与建筑工程学院桂林541004

为研究不同试验参数对充填式窄幅钢箱-混凝土组合连续梁裂缝的影响,设计6根充填式钢箱混凝土组合连续梁。对其采用单调受载试验并分析性能。通过分析6根试件的裂缝分布、裂缝发育过程、裂缝宽度等特征,对可能影响组合梁负弯矩区裂缝的... 详细信息

为研究不同试验参数对充填式窄幅钢箱-混凝土组合连续梁裂缝的影响,设计6根充填式钢箱混凝土组合连续梁。对其采用单调受载试验并分析性能。通过分析6根试件的裂缝分布、裂缝发育过程、裂缝宽度等特征,对可能影响组合梁负弯矩区裂缝的因素如:混凝土翼板配筋率、抗剪连接度和钢箱混凝土充填形式进行了对比分析,发现配筋率对混凝土翼板顶面裂缝有一定影响,其他因素无明显影响。利用现有关于裂缝宽度计算的规范公式对试验梁裂缝宽度进行验算,对比结果表明裂缝宽度试验值与计算值基本吻合。试验及分析结果表明,钢筋配筋率对裂缝宽度有明显影响,其余无明显影响。

关键词：组合连续梁裂缝配筋率抗剪连接度充填形式

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部分充填式钢箱-混凝土组合连续梁滑移分析

河南理工大学学报（自然科学版） 2020年第4期39卷 133-139页

作者：蒋越莫时旭郑艳韩涛桂林理工大学土木与建筑工程学院广西桂林541004 广西岩土力学与工程重点实验室广西桂林541004

为研究剪力连接度对部分充填式窄幅钢箱-混凝土组合连续梁相对滑移的影响,设计3片不同抗剪连接度试验组合梁进行单调加载试验,并利用有限元模型对部分充填式钢箱-混凝土组合连续梁相对滑移进行抗剪连接度参数分析。结果表明:部分充填式... 详细信息

为研究剪力连接度对部分充填式窄幅钢箱-混凝土组合连续梁相对滑移的影响,设计3片不同抗剪连接度试验组合梁进行单调加载试验,并利用有限元模型对部分充填式钢箱-混凝土组合连续梁相对滑移进行抗剪连接度参数分析。结果表明:部分充填式钢箱-混凝土组合连续梁的相对滑移随着抗剪连接度的增大而减小;保证组合梁刚度和承载能力的条件下,在0.4~1内调节抗剪连接度,可使栓钉连接效果最佳;抗剪连接度对部分充填式钢箱-混凝土组合连续梁的变形和承载能力有一定影响,特别是负弯矩区抗剪连接度影响最大。

关键词：钢筋-混凝土组合连续梁有限元分析滑移抗剪连接度

钢—混凝土连续组合梁受力性能及负弯矩区开裂分析

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钢—混凝土连续组合梁受力性能及负弯矩区开裂分析

作者：欧阳政长沙理工大学

学位级别：硕士

钢-混凝土组合梁是在钢筋混凝土梁和钢梁的基础上发展起来的新型组合结构。尽管钢-混凝土组合梁在国内外有着比较广泛的研究,并提出了相应的设计理论与计算方法。但是这些设计理论与计算方法与实际情况存在一定的偏差。由于钢-混凝土连... 详细信息

钢-混凝土组合梁是在钢筋混凝土梁和钢梁的基础上发展起来的新型组合结构。尽管钢-混凝土组合梁在国内外有着比较广泛的研究,并提出了相应的设计理论与计算方法。但是这些设计理论与计算方法与实际情况存在一定的偏差。由于钢-混凝土连续组合梁的受力情况较复杂且影响因素较多,因此必须对其承载力、挠度、滑移尤其是负弯矩区的开裂问题进行详细分析。本文首先对钢-混凝土连续组合梁进行了基本理论分析,包括对正弯矩和负弯矩作用下组合梁的滑移及变形分析、极限塑性承载力计算分析、挠度计算分析、负弯矩开裂荷载计算分析、负弯矩最大裂缝宽度计算等。然后利用有限元方法和ANSYS软件对钢-混凝土连续组合梁进行了有限元建模分析。用Solid65单元模拟钢筋混凝土翼板;用She1143单元模拟钢梁;用Combine39单元模拟栓钉连接件。计算了钢-混凝土连续组合梁的极限抗弯承载力。对比有限元计算值与理论分析值,验证了模型的准确性。提出了弹性阶段挠度计算的修正公式,通过对比规范计算值、有限元计算值,验证了公式的合理性。而且修正公式在计算部分抗剪连接程度组合梁弹性阶段的挠度时更具优势。最后借助ANSYS软件有限元基础模型分析了不同正负弯矩区抗剪连接程度、不同混凝土强度等级、不同混凝土翼板的横向配筋率对钢-混凝土连续组合梁挠度、承载力、滑移、负弯矩开裂荷载的影响。结果表明,连续组合梁的挠度和滑移值都随着组合梁抗剪连接程度的增加而减小;极限承载力则随着抗剪连接程度的增加而增加,负弯矩区的抗剪连接程度对组合梁的影响更加显著。随着混凝土强度等级的增加,连续组合梁的挠度和滑移都随之减小;极限承载力和负弯矩开裂荷载随之提高。但是当混凝土的强度超过一定值时,这种影响越来越小。混凝土翼板横向配筋率对连续组合梁承载力、挠度和负弯矩开裂荷载有较大影响,相较而言对连续组合梁的滑移影响较小。当混凝土翼板横向配筋率超过0.8%时,这种影响也越来越小。

关键词：钢-混凝土组合梁连续梁非线性有限元抗剪连接度混凝土强度等级混凝土翼板横向配筋率

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腹板嵌入式钢-混凝土组合梁受弯性能研究

腹板嵌入式钢-混凝土组合梁受弯性能研究

作者：杨庆杰重庆大学

学位级别：硕士

腹板嵌入式钢-混凝土组合梁是一种新型组合梁形式。本文设计了腹板嵌入式倒T形钢-混凝土组合梁（WTSCB）和腹板嵌入式外包U形钢-混凝土组合梁（WUSCB）。其中,WTSCB是倒T形钢上部开槽并嵌入混凝土翼板内形成的新型钢-混凝土组合梁;WUSC... 详细信息

腹板嵌入式钢-混凝土组合梁是一种新型组合梁形式。本文设计了腹板嵌入式倒T形钢-混凝土组合梁（WTSCB）和腹板嵌入式外包U形钢-混凝土组合梁（WUSCB）。其中,WTSCB是倒T形钢上部开槽并嵌入混凝土翼板内形成的新型钢-混凝土组合梁;WUSCB是采用钢板冷弯成U形钢,并在U形钢板上部开槽嵌入混凝土翼板内形成的新型钢-混凝土组合梁。新型组合梁具有以下特点和优势:（1）WTSCB省去钢梁上翼缘及栓钉等抗剪连接件的焊接工序,减少用钢量,便于施工。（2）WUSCB是在WTSCB的基础上进行改进设计,混凝土翼板和U形混凝土梁腹板形成一个整体,参与梁板界面纵向抗剪,同时增强U形钢的整体稳定性。（3）WUSCB具有承载能力高,结构刚度大,延性性能好等优点,且可与钢管混凝土异形柱形成配套结构体系,便于装配化施工。本文对腹板嵌入式组合梁的抗弯性能进行了试验研究、数值分析和设计方法研究,完成了以下工作:（1）设计进行了5组嵌入式抗剪连接件的推出试验。分析了试件的破坏特征、荷载-滑移曲线、嵌入式连接件的传力机理,提出了嵌入式抗剪连接件的承载力计算公式。（2）设计进行了10组腹板嵌入式倒T形钢-混凝土组合梁（WTSCB）和8组腹板嵌入式外包U形钢-混凝土组合梁（WUSCB）两批受弯性能试验。分析对比了WTSCB和WUSCB的试验破坏模式、应变分布特征、荷载-挠度曲线及荷载-滑移曲线等。研究了混凝土翼板宽和连接件形式对WTSCB抗弯性能的影响规律;研究了U形钢板厚度、连接件间距、板宽、梁底纵筋直径、有无梁底栓钉、有无梁底箍筋等参数对WUSCB抗弯性能的影响规律;在此基础上对WTSCB和WUSCB的抗弯刚度、抗弯承载力和变形能力进行了分析评价。（3）利用有限元软件ABAQUS对WUSCB建立有限元模型。将模拟计算结果与试验结果进行对比验证,并基于试件在峰值承载力下的应力分布,分析了WUSCB的抗弯力学机理;对WUSCB进行参数分析,研究了钢板厚度、混凝土翼板宽、梁底纵筋直径等参数对WUSCB抗弯性能的影响规律;为WUSCB的承载力设计方法提供数值计算提供依据。（4）结合试验结果和数值分析计算结果,提出腹板嵌入式钢-混凝土组合梁抗弯设计方法。主要包括WTSCB和WUSCB的抗剪连接度计算方法、抗弯承载力计算方法和抗弯刚度计算方法,设计方法与试验结果和数值分析结果吻合良好,提出了WUSCB的设计构造建议。

关键词：组合梁嵌入式抗剪连接件外包U形钢抗剪连接度抗弯承载力