冷弯薄壁型钢-细石混凝土组合梁抗弯性能研究
发布时间：2021-01-30 10:46
为研究冷弯薄壁型钢-细石混凝土组合梁的抗弯性能,对3个不同抗剪构造的组合梁进行了单调静载试验,考察了组合梁的破坏形式、承载能力等.组合梁的破坏特征为托梁腹板剪切破坏并出现扭转,托梁上翼缘屈服、部分抗剪螺钉拔起、混凝土出现贯通裂缝继而组合梁发生整体破坏.试验结果表明:设置抗剪件对组合梁极限承载力无显著影响但可提高组合梁抗弯刚度.建立ANSYS有限元模型进行数值模拟,并对验证后的有限元模型进行变参数分析,研究结果表明:减小螺钉间距、提高钢材强度、增加托梁腹板高度、增加混凝土厚度均会提高组合梁承载力.最后,基于考虑托梁腹板高度、螺钉间距等影响因素修正系数η,提出了组合梁抗弯极限承载力公式,并与试验结果、有限元结果对比,验证了公式的正确性.
【文章来源】：湖南大学学报(自然科学版). 2020,47(09)北大核心
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
试件构造详图（mm)
试验采用等效集中荷载来模拟楼面均布荷载，通过三级分配梁进行加载.钢框架台座上焊接L50mm×5 mm角钢作为试件的铰支座，试验时将试件边梁端部放置在铰支座上，加载装置如图2所示.试件按图1布置位移计，在压型钢板下侧沿X轴方向布置D1、D2和D3，分别用来测量压型钢板左端支座、跨中、右端支座的竖向位移.1.4 试验加载制度
在荷载作用初期，16 k N时靠近B-B、B′-B′处托梁腹板出现剪切变形；加载至24 k N时，托梁轻微扭转、跨中扁钢带向上凸起（图3(a）），边梁腹板轻微鼓曲.28 k N时，剪切变形区域扩大（图3(b））；加至36k N时，组合梁端部压型钢板与混凝土间出现缝隙，连接压型钢板和托梁的自攻螺钉出现不同程度的倾斜现象.随着荷载的增加，44 k N时混凝土板出现裂纹，托梁扭转加剧，两托梁间距缩小，边梁鼓屈明显（图3(c））.加至极限荷载73 k N时，托梁跨中间距缩小至365 mm，细石混凝土板最大掀起高度4 mm（图3(d））.此时荷载不再增加，托梁整体发生扭转（图3(e）），托梁翼缘畸变屈曲（图3(f））及腹板压屈，压型钢板与托梁之间的螺钉被部分拔出（图3(g）），混凝土板出现三条贯通裂缝（图3(h））.加载至荷载降低到极限荷载的85%，停止加载，认为试件已不再具备承载能力.组合梁受力机制：在荷载作用初期，由于支座位置处托梁和压型钢板间的纵向剪力最大而远离支座处剪力最小.因此随着荷载的增大，托梁在加载点B-B和B′-B′附近位置，逐步出现剪切变形并伴随扭转.随着托梁腹板剪切变形和扭转失稳的不断发展，跨中变形不断增大，细石混凝土板在两端支座位置处掀起.此时在A-B(A′-B′）区域细石混凝土板逐渐退出工作，组合效应失效，内力进行重分配，同时托梁屈曲范围也逐渐发展至跨中，细石混凝土板出现脆性断裂.最终试件发生托梁扭转失稳、加载点B-B和B′-B′附近区域托梁畸变屈曲，螺钉拔出进而组合梁丧失承载力.
【参考文献】：
期刊论文
[1]冷弯薄壁型钢-石膏基自流平砂浆组合楼盖基频研究[J]. 管宇,石宇,高立. 振动与冲击. 2018(20)
[2]冷弯薄壁型钢组合楼盖和自攻螺钉连接的抗剪性能试验研究[J]. 管宇,周绪红,姚欣梅,石宇. 土木工程学报. 2018(10)
[3]冷弯薄壁型钢-混凝土组合楼盖振动性能试验研究[J]. 贾子文,周绪红. 土木工程学报. 2011(04)
[4]冷弯薄壁C型钢-轻骨料混凝土组合梁试验研究[J]. 赵根田,刘建华. 内蒙古科技大学学报. 2010(03)
[5]冷弯薄壁型钢—混凝土组合梁的试验研究及应用[J]. 聂建国,沈聚敏,延滨,吴正直. 建筑结构. 1998(01)
硕士论文
[1]Z形撑轻钢桁架梁及楼盖性能研究[D]. 赵佩君.重庆大学 2011
本文编号：3008763
【文章来源】：湖南大学学报(自然科学版). 2020,47(09)北大核心
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
试件构造详图（mm)
试验采用等效集中荷载来模拟楼面均布荷载，通过三级分配梁进行加载.钢框架台座上焊接L50mm×5 mm角钢作为试件的铰支座，试验时将试件边梁端部放置在铰支座上，加载装置如图2所示.试件按图1布置位移计，在压型钢板下侧沿X轴方向布置D1、D2和D3，分别用来测量压型钢板左端支座、跨中、右端支座的竖向位移.1.4 试验加载制度
在荷载作用初期，16 k N时靠近B-B、B′-B′处托梁腹板出现剪切变形；加载至24 k N时，托梁轻微扭转、跨中扁钢带向上凸起（图3(a）），边梁腹板轻微鼓曲.28 k N时，剪切变形区域扩大（图3(b））；加至36k N时，组合梁端部压型钢板与混凝土间出现缝隙，连接压型钢板和托梁的自攻螺钉出现不同程度的倾斜现象.随着荷载的增加，44 k N时混凝土板出现裂纹，托梁扭转加剧，两托梁间距缩小，边梁鼓屈明显（图3(c））.加至极限荷载73 k N时，托梁跨中间距缩小至365 mm，细石混凝土板最大掀起高度4 mm（图3(d））.此时荷载不再增加，托梁整体发生扭转（图3(e）），托梁翼缘畸变屈曲（图3(f））及腹板压屈，压型钢板与托梁之间的螺钉被部分拔出（图3(g）），混凝土板出现三条贯通裂缝（图3(h））.加载至荷载降低到极限荷载的85%，停止加载，认为试件已不再具备承载能力.组合梁受力机制：在荷载作用初期，由于支座位置处托梁和压型钢板间的纵向剪力最大而远离支座处剪力最小.因此随着荷载的增大，托梁在加载点B-B和B′-B′附近位置，逐步出现剪切变形并伴随扭转.随着托梁腹板剪切变形和扭转失稳的不断发展，跨中变形不断增大，细石混凝土板在两端支座位置处掀起.此时在A-B(A′-B′）区域细石混凝土板逐渐退出工作，组合效应失效，内力进行重分配，同时托梁屈曲范围也逐渐发展至跨中，细石混凝土板出现脆性断裂.最终试件发生托梁扭转失稳、加载点B-B和B′-B′附近区域托梁畸变屈曲，螺钉拔出进而组合梁丧失承载力.
【参考文献】：
期刊论文
[1]冷弯薄壁型钢-石膏基自流平砂浆组合楼盖基频研究[J]. 管宇,石宇,高立. 振动与冲击. 2018(20)
[2]冷弯薄壁型钢组合楼盖和自攻螺钉连接的抗剪性能试验研究[J]. 管宇,周绪红,姚欣梅,石宇. 土木工程学报. 2018(10)
[3]冷弯薄壁型钢-混凝土组合楼盖振动性能试验研究[J]. 贾子文,周绪红. 土木工程学报. 2011(04)
[4]冷弯薄壁C型钢-轻骨料混凝土组合梁试验研究[J]. 赵根田,刘建华. 内蒙古科技大学学报. 2010(03)
[5]冷弯薄壁型钢—混凝土组合梁的试验研究及应用[J]. 聂建国,沈聚敏,延滨,吴正直. 建筑结构. 1998(01)
硕士论文
[1]Z形撑轻钢桁架梁及楼盖性能研究[D]. 赵佩君.重庆大学 2011
本文编号：3008763
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