部分包覆蜂窝钢-混凝土组合梁受弯性能试验研究

摘要

为了研究部分包覆蜂窝钢-混凝土组合梁(主钢件为腹板连续开设较大孔洞的H形钢,简称PECCS梁)的受弯性能,进行了2个PECCS梁和2个PEC梁(主钢件为实腹H形钢的传统部分包覆钢-混凝土组合梁)的静力加载试验,并进行数值分析,以考察主钢件腹板开孔对组合梁受弯性能的影响。研究结果表明:PEC梁的破坏模式是受压翼缘屈曲伴随着混凝土压碎,PECCS梁的破坏模式是受压翼缘屈曲、受拉翼缘断裂伴随着混凝土压碎;PEC梁的承载力试验值与其全截面塑性理论计算值较为接近(两者之比1.08~1.12),但PECCS梁的承载力试验值高于按主钢件削弱最大截面计算所得的理论值(两者之比1.22~1.30);主钢件腹板开孔变成蜂窝钢(扩张截面高度)的方式可以在用钢量相近的情况下有效提高组合梁的受弯承载力,且截面扩张越多承载力提高越多,但扩张过多(扩张比1.75)会显著降低组合梁的变形能力和延性;PECCS梁的承载力较相同截面高度的PEC梁低15%,但两者的弹性抗弯刚度接近。数值分析表明:纯弯矩作用下PEC梁的主钢件受拉侧塑性发展较均匀,而PECCS梁的主钢件受拉侧塑性发展更多集中在截面削弱处;PEC梁比PECCS梁能更充分发挥受压区混凝土的作用。