钢—砼连续叠合梁桥负弯矩区裂缝宽度理论研究

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钢-砼叠合梁是在钢结构和砼结构的基础上发展起来的一种新型结构型式,通常其肋部采用钢梁,翼板采用砼板,两者间用抗剪连接件连成整体。砼抗压强度较高而抗拉强度很低,宜用于受压环境;钢材的抗拉、抗压强度均很高,因此钢结构构件的截面一般较小而且常采用宽而薄的板材,受压时宜屈曲,所以钢梁的设计必须考虑稳定问题。两种材料按叠合梁的形式结合在一起,可以避免各自的缺点,充分发挥两种材料的优势,形成强度高、刚度大、延性好的结构形式。钢-砼叠合梁在我国的应用实践表明,它不仅可以很好的满足结构的功能要求,而且具有良好的技术经济效益,在建筑及桥梁结构等领域显现出广阔的应用前景。 我国在20世纪50年代才开始接触到叠合结构,相对国外起步较晚。在设计理论及工程应用中存在诸多亟待解决的问题。叠合梁负弯矩区的裂缝宽度计算方法即是其中之一。钢-砼连续叠合梁存在负弯矩区混凝土翼板受拉的不利情况,极易在砼板上产生裂缝,影响到叠合梁的结构性能和使用性能。裂缝的产生和发展与材料性能、受力状态、构造设计和施工方法等诸多因素有关。不同于钢筋砼受弯梁,也不同于钢筋砼受拉构件,叠合梁负弯矩区的裂缝产生与发展是一个更为复杂的问题。 为此,本文在总结前人研究成果的基础上,对钢-砼连续叠合梁负弯矩区砼板的裂缝宽度进行了理论分析。根据钢和砼的应变本构关系,分别考虑了砼开裂前后的受力状态,推导出钢-砼连续叠合梁负弯矩区裂缝宽度的理论计算公式。为了验证理论公式的适用性及正确性,进行了钢-砼叠合梁裂缝宽度试验研究。将试验参数代入理论计算公式,并与试验结果对比分析显示了在结构裂缝宽度容许范围内该理论公式与试验结果吻合良好。同时,根据理论公式计算结果,分析了不同的试验参数对叠合梁负弯矩区砼裂缝宽度的影响。
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