钢箱模块叠合方钢管梁受弯性能试验与参数分析

摘要

为解决叠箱模块化钢结构体系模块间约束较弱的问题,提出上下模块方钢管梁叠合受力的连接方法,通过试验与有限元参数分析研究了简支叠合钢梁的受弯性能,考察了连接位置、螺栓数量、钢梁尺寸等因素的影响.试验结果表明:试验构件出现2种典型破坏模式,即钢梁屈服和连接件剪切破坏;抗剪连接可阻止上下梁间的滑移,有效提高叠合钢梁的受弯性能,强连接叠合梁抗弯承载力比无连接叠合梁提高了26.67%,初始抗弯刚度提高了70.65%.参数分析表明:随弯剪段螺栓数量增加,叠合梁的受弯性能比无连接叠合梁有明显提升;每个弯剪段连接处各设置4个直径20 mm的螺栓,且连接板长、板厚分别为240 mm,8 mm时,上下梁间有较好的协同受弯性能.叠合钢梁协同受弯机理为:叠合梁间的抗剪连接阻止了上下梁间相对滑移,对上梁产生偏心压力,对下梁产生偏心拉力.随着连接作用的增强,上下梁的中和轴均趋近叠合面,从而使上梁呈现压弯受力的特征,下梁则呈现拉弯受力的特征.