外包花纹钢—混凝土组合梁受弯性能的试验研究

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研究与工程实践表明,普通外包钢一混凝土组合梁的共同工作性能主要取决于外包钢材与混凝土之间的连接组合程度,但是外包钢材与混凝土之间的自然粘结力往往很小,不能提供足够的组合作用,往往在构件中要设置大量的抗剪连接件来保证组合作用,焊接工作量大,施工较为不便。本文提出了一种外包花纹钢-混凝土压型钢板组合梁,钢梁采用花纹钢板直接冷弯成C型截面,然后将压型钢板用螺栓固定在C型钢梁上翼缘,在C型钢梁的梁肋内,以及压型钢板面层整体浇筑混凝土而形成。花纹钢板表面带有凸起的扁豆型花纹,花纹的存在可以很大程度上增强型钢和混凝土之间的粘结作用,减少抗剪连接件的数量。该组合梁构造简单,组合作用强,施工快速方便,可实现产业化生产,经济效益明显,可广泛应用于民用建筑楼盖结构中。在考虑混凝土强度、组合梁截面尺寸、螺栓直径和间距、纵筋及剪跨比等因素的基础上,设计并进行了7根简支外包花纹钢-混凝土组合梁的静力加载试验。对组合梁的试验现象、破坏形态、延性性能、特征荷载、荷载-挠度曲线、荷载-应变曲线、应变沿高度分布曲线、荷载滑移曲线进行了深入的分析和研究。通过理论分析得到了:外包花纹钢-混凝土组合梁的抗滑移公式,组合梁破坏形态的判断依据、滑移对组合梁弹性承载力的影响公式、外包花纹钢-混凝土组合梁在完全抗滑移连接以及部分抗滑移连接下的受弯极限承载力公式。在合理选择材料本构关系、破坏准则的基础上,采用大型有限元软件Abaqus对外包花纹钢-混凝土组合梁在静力荷载下的受力分析进行数值模拟。最后将理论计算值,试验结果,数值分析结果进行了对比,发现三者吻合度较好。
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