钢-混凝土组合梁裂缝宽度计算研究与合理截面形式探讨

摘要

作为组合结构体系中重要的承重构件，钢-混凝土组合梁近年来在我国的发展很快，组合梁兼有钢结构和混凝土的优点，已经在建筑和桥梁结构等领域得到越来越多的应用，取得了显著的技术经济效益和社会效益。而随着钢—混凝土连续组合梁的进一步应用，其负弯矩区的混凝土受拉开裂，导致负弯矩区截面刚度降低，影响结构的使用功能的问题越来越突出。因此，自二十世纪六十年代开始，国内外不少学者展开了一系列的试验研究与理论分析，提出了一些裂缝宽度的计算方法和公式，但都不够完善。 本文研究的主要目的是通过对组合梁负弯矩区裂缝的出现、发展的过程分析，讨论影响钢-混凝土连续组合梁负弯矩区受力性能的主要因素，建立了组合梁负弯矩区裂缝计算模式和裂缝宽度的计算公式，并初步探讨了连续组合梁合理截面形式。据此，本文的主要研究成果如下： (1)通过分析、对比普通混凝土梁和组合梁负弯矩区裂缝出现、发展过程，以构件受弯状态为出发点，提出了以弯矩曲率、裂缝高度、裂缝间距为主要参数的裂缝宽度计算模式。 (2)在上述模式的基础上，分别建立使用荷载下曲率计算、裂缝高度取值及裂缝间距计算的公式，由此形成最终裂缝宽度计算公式，该公式概念清楚、计算简单，并引用其他文献的试验数据代入公式，计算结果与试验数据吻合较好。 (3)分析可知连续组合梁的跨中、支座截面处荷载作用效应及截面抗力规律不匹配，本文提出了采用T形混凝土梁和工字钢代替一般的混凝土板和工字钢的组合梁截面形式，并给出了截面尺寸比例，能使正负截面抵抗矩接近，符合组合梁受力特征，减少了材料用量，满足承载力和刚度等要求。 (4)运用通用有限元软件ANSYS对修正截面后的组合梁承载力性能进行了模拟分析，取得了较好的结果，验证了该截面形式的组合梁具有良好的适用性。

目录

文摘

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第1章绪论

第2章组合梁负弯矩区裂缝宽度计算模式的提出

第3章组合梁负弯矩区裂缝宽度计算公式的建立

第4章连续组合梁合理截面形式探讨

第5章修正截面组合梁的有限元分析

结论与展望

参考文献

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