【摘 要】
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钢-混凝土组合梁能充分发挥材料性能优势,兼具承载能力强,截面高度小,自重轻等优点,在实际工程中被广泛应用。社会的发展对钢-混凝土组合梁承载性能有了更高的需求。本文主要以钢-混凝土组合梁中的钢材和混凝土作为变化参数,探究使用不同材料对钢-混组合梁抗弯性能的影响,采用了试验研究和理论分析相结合的方法,主要进行了以下工作并得出相关结论:(1)对钢-混凝土组合梁承载进行受力分析,将截面换算法、考虑相对滑移
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钢-混凝土组合梁能充分发挥材料性能优势,兼具承载能力强,截面高度小,自重轻等优点,在实际工程中被广泛应用。社会的发展对钢-混凝土组合梁承载性能有了更高的需求。本文主要以钢-混凝土组合梁中的钢材和混凝土作为变化参数,探究使用不同材料对钢-混组合梁抗弯性能的影响,采用了试验研究和理论分析相结合的方法,主要进行了以下工作并得出相关结论:(1)对钢-混凝土组合梁承载进行受力分析,将截面换算法、考虑相对滑移的截面换算法、折减刚度法和极限平衡法进行了分析推导与总结。以应变失效为准则,分析了各失效模式下钢-混凝土组合梁的计算方式,总结了钢-混凝土组合梁的设计方法。(2)通过钢材拉伸试验,探究了Q355钢材和T700钢材的拉伸本构关系,通过混凝土立方体轴心抗压和劈裂抗拉试验,得到试验所用的C50、C75、C100混凝土和以C50混凝土为基准,体积掺量分别为0.5%、1.0%、1.5%的混凝土立方体轴心抗压强度和劈裂抗拉强度。设计并制作了9组钢-混组合梁。Q355钢材与C50混凝土、C50对应的体积掺量为0.5%、1.0%、1.5%的钢纤维混凝土、C75、C100混凝土组合,制作6片梁;T700钢材与C50、C75、C100的混凝土组合,制作3片梁。(3)通过对试验数据进行处理和分析,分析表明:钢-混组合梁随着混凝土翼缘板中钢纤维掺量的增大,极限荷载对应的跨中挠度明显增大,主要表现为钢-混凝土组合梁延性的提高;增强混凝土强度与提高钢材屈服强度都能增强钢-混凝土组合梁的极限承载能力,增强混凝土的强度提高了弹性阶段的抗弯刚度,从而提高了极限承载能力,提高钢材屈服强度会延长钢-混凝土组合梁的弹性阶段,从而提高承载能力和极限荷载对应的挠度;增大混凝土强度对组合梁极限承载能力的提升效果会随着钢材屈服强度的提高而减弱;钢-混凝土组合梁在弹性阶段满足平截面假定,使用截面换算法可对截面应变进行预测,试验所得的挠度在弹性阶段与折减刚度法计算结果接近,极限承载能力与极限平衡法计算结果接近。(4)总结了适用于钢纤维混凝土和高性能混凝抗拉压的本构关系、栓钉的本构关系,利用ANSYS软件,对9组钢-混凝土组合梁进行模拟,模拟结果与试验结果较吻合,可利用有限元模拟的方式对钢-混凝土组合梁进行变参数计算分析。
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