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简支组合梁弹性变形及极限抗弯承载力计算

简支组合梁弹性变形及极限抗弯承载力计算

李国强,等:简支组合梁弹性变形及极限抗弯承载力计算

综 述

简支组合梁弹性变形及极限抗弯承载力计算

李国强 周宏宇 何天森 武敏刚 沈黎元

(同济大学土木工程学院 上海 200092)

摘 要 针对简支组合梁在常温弹性状态下的变形计算(包括短期变形和长期变形)和极限抗弯承载力计算(包括

腹板出现局部失稳和不出现局部失稳)的各种现有方法进行了综合阐述。尤其针对现行规范所依据的设计假定中忽略的不安全因素进行了总结性的论述和归纳,有助于相关规范的理解并对工程实践具有一定的参考价值。关键词 换算截面法 折减刚度法 滑移效应 混凝土弹性非线性 极限抗弯承载力

CALCULATIONOFTHEELASTICDEFORMATIONANDTHEULTIMATEBEARING

CAPACITYOFRESISTINGMOMENTSOFSIMPLECOMPOSITEBEAMS

LiGuoqiang ZhouHongyu HeTiansen WuMingang ShenLiyuan

(CollegeofCivilEngineeringofTongjiUniversity Shanghai 200092)

ABSTRACT Manyarticleshavebeenthoroughlycompiledtocalculatetheshort2termandlong2termdeformationofsimplecompositebeamsintheelasticcircumstanceandtheultimatebearingcapacityofresistingmomentsofcompositebeamsincludingthecaseofweb’slocalbucklinghappeningpriortotheplasticityofwholecross2sectionandvice2verse1Particularlyinthispaper,thedangerousfactorsbeingignoredinthedesignassumptionsonwhichtheexistingbuildingcodesbasedhavebeentotallygeneralizedandputforward,whichcanhelpdesignerstohaveabetterunderstandingoftherelevantcodesandprovidesanconductivewaytohaveconstructionbetterimplemented1

KEYWORDS equivalentcross2section reducedrigidity slipeffect nonlinearelasticityofconcrete ultimatebearingcapacityofresistingmoments

  组合梁是由型钢或焊接工字钢通过抗剪连接件

与钢梁上面的混凝土形成整体共同承受外部荷载作用的结构。抗剪连接件主要采用栓钉、槽钢、弯起钢筋等。但随着加工和施工工艺的日益提高,普遍采用栓钉抗剪连接方式。组合梁结构充分利用混凝土抗压和钢材抗拉的材料特性,具有整体刚度大、抗震性能好、工程造价低、施工简便等突出优点。

组合梁设计首先应用在桥梁结构中,尔后,由于高层建筑中压型钢板组合结构的广泛应用,使组合梁结构逐步向工业和民用建筑转化。近年来,在大跨度桥梁以及地下停车场中,广泛采用了预制混凝土板和现浇层相结合的钢-混凝土叠合板组合梁结构作为新型的承重构件。同时,由于高强混凝土材料以及预应力方法的使用,使组合梁结构可以突破原有使用上的限制,从而在工程中得到广泛采用。

1〕

在现行规范中〔,由于计算模型所依据的理论假设中忽略了一些不安全的因素,如:交界面的滑移、混凝土弹性非线性等影响,因此有许多的专家学者对此进行了分析。但是,往往只是对部分因素进

SteelConstruction12003(5),Vol118,No1

简支组合梁弹性变形及极限抗弯承载力计算

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行了探讨,缺乏对常温下组合梁承载力和变形的综合分析、归纳和比较。本文正是针对这种情况对近年来现行组合梁设计规范的修正方法进行了综合归纳和评述,对组合梁设计有一定的指导意义。

对于组合梁变形计算主要是针对正常使用荷载下弹性阶段的计算情况而言的。但现行规范忽略了交界面滑移效应、混凝土模量非线性性质和计算模型过于简化等因素对组合梁短期及长期变形和弹塑性极限承载力的影响。

1 影响组合梁变形及承载力的因素分析111 考虑连接件剪切滑移因素的影响

1,3〕

首先由E1S1Anderews〔2〕提出,并为我国〔及很多国家规范所广泛采用的换算截面法〔3〕认为:混凝土翼缘板和工字钢完全共同工作,把两种不同材料按照强度等效原则,换算成单一材料进行计算。

第一作者:李国强 男 1963年2月出生 教授 博导收稿日期:2003-03-10

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