曲线钢与混凝土连续组合梁受力性能研究

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曲线钢与混凝土连续组合梁是通过剪力连接件将曲线钢梁与混凝土板连接起来的一种新型组合梁。钢与混凝土组合梁可以充分发挥混凝土所具有的优越抗压性能和钢材所具有的优越抗拉性能。曲线组合梁走形性好,可以适应不同的地形要求,同时给人以美的享受。相比于简支梁,连续梁有着节省材料,自重小等优点。由于曲线组合梁的结构及受力复杂,使得其设计、施工许多问题需要解决,而目前对其力学性能研究尚处于初始阶段,很多理论问题需要大量研究。本文从理论上建立了曲线钢与混凝土连续组合梁的内力和变形公式,为实际工程提供便利。利用弹性理论,基于曲线组合梁中的混凝土板和钢梁的内力平衡和变形协调条件,给出承受竖向均布荷载、均布扭矩、集中荷载以及集中扭矩作用下的简支超静定曲线组合梁的内力和变形计算公式。利用结构分析法,给出两跨和三跨曲线连续组合梁的内力和变形计算公式,计算分析了不同设计参数对截面剪力的影响。计算结果表明,混凝土板和钢箱梁所承受的剪力随着曲率半径半径的增大而增大;混凝土板所承受的剪力随着混凝土板高度的增大而增大,而随着钢箱梁高度的增大而减少;钢箱梁所承受的剪力随着混凝土板高度的增大而减小,随着钢箱梁高度的增大而增大;曲率半径和外荷载对截面剪力的变化影响较大,混凝土板高度和钢梁高度对截面剪力影响较小。针对曲线钢与混凝土组合梁的结构特点,基于有限元ABAQUS程序,建立了两跨曲线连续组合梁计算模型,计算分析曲率半径、荷载、混凝土板高度和钢梁高度等不同参数对组合梁的应力影响。计算结果表明,在均布荷载作用下,曲线连续组合梁中的竖向应力最大值出现在支座处,从支座到跨中逐渐较小。曲率半径和荷载对截面应力影响较大,而混凝土板和钢梁高度对其影响较小。
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