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高层建筑往往因在使用功能上要求底部大空间而需要采用转换层结构,由于梁式转换层结构传力直接、明确,便于工程设计计算与分析,且造价节约而成为实现垂直转换最广泛的结构形式。作为梁式转换层主要受力构件的转换梁,通常所受承载力大、应力状态复杂、截面尺寸也较大,而采用型钢混凝土构件作为转换梁不仅能提高构件的承载能力、降低材料消耗、减小构件截面尺寸,而且大大提高结构的抗震性能,能更好地满足建筑功能的要求。现行国家规范对普通型钢混凝土框架梁的承载力计算提出了具体的方法,但对其作为转换梁的构造措施缺乏相应的针对性规定。因此,对托柱型钢混凝土转换梁进行深入的研究分析,具有重要的理论和实际意义。
本文首先分析了型钢与混凝土之间的粘结性能,讨论了影响型钢与混凝土之间的粘结性能以及托柱型钢混凝土转换梁的抗弯性能和抗剪性能的因素,并对型钢混凝土梁的抗弯和抗剪承载力的计算方法进行了分析。然后结合实际工程实例,按照现行国家规范《型钢混凝土组合结构技术规程(JGJ138-2001)》的规定,对托柱型钢混凝土转换梁的抗弯、抗剪承载力进行了计算,以及对挠度和裂缝进行了验算,并对其构造措施进行了分析。最后应用有限元分析软件ANSYS8.0,根据PKPM系列软件中Satwe得到的内力结果,模拟实际工程中转换梁的受力模型,对其进行有限元分析,进一步明确了托柱型钢混凝土转换梁的受力状态,讨论了对托柱型钢混凝土转换梁在现行国家规范规定下的设计是否安全、可靠,为托柱型钢混凝土转换梁在实际工程中的应用提供必要的设计依据和建议。