钢-混凝土组合桁架梁混凝土板有效宽度分析

摘要

钢-混凝土组合桁架梁是在普通组合梁的基础上发展起来的一种新型的结构形式,它通过剪力连接件将混凝土板和钢桁架连成整体共同工作。由于其能充分发挥混凝土受压、钢材受拉的材料性能优势,使其在满足结构的功能和受力要求的同时,也具有显著的技术经济效益。在高层、超高层建筑以及桥梁等领域中得到了广泛的应用。
　　 在研究钢-混凝土组合桁架梁的计算理论时,混凝土板的有效宽度是一个非常重要的影响因素,其取值的大小直接影响着组合桁架的变形和承载能力计算。国内外许多学者已对普通组合梁的有效宽度问题做了大量研究,而关于钢.混凝土组合桁架梁有效宽度的研究相对较少,相应的分析方法和计算理论还很不成熟,我国现行规范中也未专门给出钢-混凝土组合桁架梁有效宽度的相关计算方法。然而钢.混凝土组合桁架梁作为一种新型的结构形式,具有抗弯刚度大,用钢量少,降低结构高度,管线布置灵活方便等普通组合梁无法比拟的优点,具有非常广阔的应用空间和发展前景。同时,在实际的工程设计中,能否直接套用规范中关于普通组合梁有效宽度的取值方法,也是一个亟待解决的问题。
　　 针对以上现状,本文采用有限元分析软件对钢-混凝土组合桁架梁混凝土板的有效宽度进行了系统的研究。通过模拟计算,分别分析了荷载的作用形式、宽跨比、混凝土板的厚度、剪力连接件的连接程度、高跨比和沿梁长的位置对组合桁架梁有效宽度的影响,并提出了有效宽度随荷载变化的一般规律。在有效宽度影响参数的分析基础上,本文提出了均布荷载作用下单榀和三榀钢.混凝土组合桁架梁在弹性极限状态的有效宽度计算公式；最后提出了完全剪力连接作用下的钢.混凝土组合桁架的桁架简化模型,并推导出了简化桁架上弦各等代杆件的截面积计算公式,可作为实际工程的设计参考。