混凝土翼板完全断开的钢-混凝土组合梁弹性刚度分析
- 出版年：2010
- 作者：聂建国；王宇航
- 单位1：清华大学
- 出生年：1958
- 学历：博士
- 职称：教授
- 语种：中文
- 作者关键词：钢-混凝土组合梁；翼板完全断开；弹性刚度；有限元；换算截面；滑移效应
- 起始页：1
- 总页数：13
- 经费资助：国家杰出青年基金资助项目（50025822），长江学者和创新团队发展计划资助项目（IRT00736），“十一五”国家科技支撑计划重大项目（2006BAJ03A03-02）
- 刊名：土木工程学报
- 是否内版：否
- 刊频：月刊
- 创刊时间：1954
- 主管单位：中华人民共和国住房和城乡建设部
- 主办单位：中国土木工程学会
- 主编：王俊
- 地址：北京三里河路9号住房和城乡建设部内
- 邮编：100835
- 电子信箱：tumuxuebao@263.net
- 网址：http://www.cces.net.cn
- 卷：43
- 期：7
- 期刊索取号：P850.66 107
- 数据库收录：Ei(美国工程索引)核心期刊；中文核心期刊；中国科技核心期刊；中国科学引文数据库(CSCD)核心期刊
- 核心期刊：Ei(美国工程索引)核心期刊；中文核心期刊；中国科技核心期刊；中国科学引文数据库(CSCD)核心期刊
摘要
由于结构功能的需要，常常需要在钢-混凝土组合楼板上开洞。洞口的存在将削弱组合梁的承载力及刚度。基于3根翼板完全断开的钢-混凝土组合梁的试验研究成果，利用通用有限元软件ANSYS对试验梁进行了模拟，考虑了钢与混凝土界面的滑移，结果表明，弹性有限元方法对开洞组合梁弹性刚度的计算结果准确。通过理论分析推导出了翼板完全断开的组合梁弹性换算截面对应的跨中挠度计算公式，并用不考虑滑移的弹性有限元模型进行了验证。理论公式计算结果与有限元计算结果吻合良好。有限元计算所得的钢与混凝土界面滑移曲线表明：最大滑移并未出现在梁端，而是洞口边缘的滑移最大，这一点在试验中也得到了证明。在折减刚度法的基础上，结合洞口边界条件，推导出了考虑洞口影响的钢与混凝土界面滑移所引起的开洞组合梁跨中附加挠度计算公式。通过各种计算方法的比较证明本文提出的理论公式计算结果与实测值吻合良好，同时也表明洞口开在支座边缘对于组合梁的整体刚度影响非常小，即使不考虑开洞的影响，按照未开洞的组合截面计算，带来的误差也不大。通过大量数值计算，回归出了不同荷载工况下的刚度折减系数简化计算公式，并针对实际工程中的非典型荷载工况提出了等效计算方法。本文提出的计算方法可为翼板完全断开的组合梁的正常使用阶段的挠度验算提供参考。