集中荷载作用下钢—混凝土组合梁稳定性研究

摘要

钢—混凝土组合梁结构是当前土木工程建设中重要的建筑结构形式，其承载能力的有效发挥对于实际工程意义重大。但是，当前对于钢—混凝土组合梁结构稳定性计算方法以及结构设计还没有较为明确的标准和规范，所以给工程实际带来很大的不便。本文在分析和总结近几年钢—混凝土组合梁结构稳定性研究理论和实践的基础上，将从以下几个方面对集中荷载作用下钢—混凝土组合梁结构的侧向失稳问题进行研究:
　　(1)根据集中荷载作用下工字型钢—混凝土组合梁变形特征，建立了集中荷载作用下组合梁翼缘侧向屈曲失稳的力学模型以及侧向弯扭力学模型。运用能量法，分别求解两种模型的结构变形势能，并根据势能驻值原理，采用变分法，进行结构失稳临界荷载的求解。并通过对两种模型的对比，来确定更加便于工程实践的力学模型和计算方法;
　　(2)在集中荷载作用下工字型钢—混凝土组合梁侧向屈曲失稳问题分析的基础上，分析集中荷载作用下Π型钢—混凝土组合梁弯扭屈曲失稳。引进混凝土翼板及连接件的转动刚度，模拟翼板及连接件对组合梁上翼缘扭转变形的约束作用，在此基础上建立整体结构的失稳模型，运用能量法求解结构变形的整体势能，并根据势能驻值原理，采用变分法，对结构失稳的临界荷载进行求解，为了计算方便对模型进行二次简化;
　　(3)通过实例对文中两种模型下的临界失稳求解计算方法进行验证，并与国内外关于组合梁稳定性的计算模型和方法进行比较，验证计算模型和计算方法的可行性。通过计算结果的对比，为实际的工程设计提供参考。