钢混凝土组合结构论文

《钢混凝土组合结构论文》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、钢混凝土组合结构论文摘要：对钢—混凝土组合梁的长期变形问题和钢筋混凝土短梁变形进行了分析的讨论，指出我国现行规范关于组合梁计算偏小，并建立了计算公式，反映了混凝土徐变系数大小的影响，同时还考虑了混凝土对变形的影响。公式意义明确，形式简单，应用方便。关键词：钢-混凝土组合梁、钢筋混凝土梁、受弯、徐变、收缩前言：由于混凝土的徐变性能，在荷载保持不变的情况下，钢—混凝土变形会随时间的增长而发展。同样，混凝土也会产生附加应变。混凝土的徐变影响，没有反映混凝土徐变系数和钢—混凝土收缩的影响，而徐变系数的大小与加载时混凝土的龄期

2、和使用环境条件等有关。因此有必要对组合梁变形问题以及和混凝土收缩对变形的影响进行研究和分析。1.钢-混凝土组合梁1.1长期荷载作用下刚—混凝土组合梁变形计算在正常试用阶段，组合梁中的钢梁通常出于弹性工作阶段，缓凝土压区的压应力与应变的关系虽然不保持完全线性，但是压应力仍然处于应力应变曲线的上升段，故可以近似认为沿混凝土板截面高度的压应力呈线性分布。为了建立组合梁长期变形计算公式和简化起见，转采用如下假定：（1）钢梁和混凝土在长期荷载作用下均处于弹性工作阶段；（2））混凝土的徐变与其初始应变成比例。根据以上两点假定，以

3、正弯矩作用下的组合梁截面为研究对象，可以建立如图1所示的分析模型。由于在长期何在作用期间，截面请弯矩保持不变，因此有：（2）式中和分别表示由于徐变和收缩引起混凝土翼缘截面的钢梁截面的附加弯矩，表示如图1所示的附加轴力。表示钢梁截面形心到混凝土翼缘截面形心之间的距离。由混凝土徐变和收缩引起的截面附加曲率为：（3）式中和分别为混凝土翼缘和钢梁截面的惯性矩，为钢梁的弹性模量。钢梁底部的附加拉应变和混凝土翼缘顶部附加压应变分别为：（4）（5）式中表示混凝土翼缘上表面的初始应变，表示混凝土的收缩应变。从几何关系可以得到截面附加

4、曲率的表达式：（6）式中h表示组合梁截面高度。从式（3）可得：（7）（8）将式（7）、（8）代入（2）便可得到的表达式，再将式（4）、（5）及式（7）、（8）代入式（6）并加以整理便可得到：（9）式中，参考文献【2】，令式（9）简化为：（10）根据文献【3】，考虑滑移效应时钢—混凝土组合梁的短期曲率或初始曲率为：（11）式中折减刚度B的表达式为：(12)式中EI表示组合梁弹性换算界面刚度，表示考虑组合梁钢与混凝土交界面滑移效应的刚度折减系数。因此，长期曲率可以表达为：（13）可以由下式确定：（14）式中表示弹性中和轴

5、至混凝土板顶的距离。经推到可得：（15）式中表示混凝土翼缘厚度。所以式（13）变为：（16）（17）考虑混凝土徐变影响时，组合梁的长期刚度折减系数的表达式为：（18）可根据下式：（19）组合梁的弹性换算截面刚度可以按下式计算：(20)混凝土徐变系数和收缩应变与长期荷载开始作用时混凝土的龄期及结构使用环境的相对湿度和温度有关，可以根据文献【1】建议的公式进行计算。一般情况下，可取。有了钢—混凝土组合梁的长期变形刚度，就可根据结构力学原理，计算包括混凝土收缩影响在内的长期变形计算公式：（21）式中表示基本结构在单位荷载作

6、用下引起的弯矩。由于滑移效应引起的刚度折减系数和徐变引起的刚度折减系数均与坐标和弯矩无关，所以公式（21）进一步简化为：（22）如果混凝土收缩沿梁长为常数，上式中由混凝土收缩引起的附加挠度。根据式（21），还可以求转角等。式（22）右边第1项表示短期变形或初始变形，第2项表示混凝土徐变引起的附加变形，最后一项表示由混凝土翼缘收缩引起的附加变形。2.钢筋混凝土梁2.1钢筋混凝土短梁变形的计算为了解规范公式对钢筋混凝土短梁变形计算的适用性，按规范公式和最小刚度原则计算了文献【6】两跨连续短梁从加载至（为破坏荷载）时的跨中

7、挠度，由结构力学图乘法得到的跨中挠度计算公式为：（1）其中，分别为与正弯矩和负弯矩对应的弯曲刚度。垂直裂缝出现前，取弹性弯曲刚度（应考虑纵筋的换算面积）；垂直裂缝出现后，分别取与最大正弯矩和最大负弯矩相对应的弯曲刚度，弯曲刚度计算公式为：（2）按规范计算的荷载—挠度曲线如图4所示。此处，本文还根据规范公式和最小刚度原则计算了文献【4】的6根简支短梁及文献【5】的8根连续短短梁从加载至时的跨中挠度，其中连续短梁的跨中挠度按式（1）计算，截面弯曲刚度按式（2）计算，简支短梁的跨中挠度按下式计算（3）计算结果如图5，6所示

8、。分析图4~6可知，按规范公式和方法计算所得荷载—挠度曲线均与实验荷载—挠度曲线相差较大，计算值明显低于实验值，而且随荷载增大，两者差别也越来越大。造成这种明显差别的主要因素在于规范公式仅考虑了弯曲变形，忽略了剪切效应对挠度的影响，这对于钢筋混凝土浅梁是可行的，但对于短梁来说是不合适的。因此，在计算钢筋混凝土短梁的挠度时，应考虑剪切效应的影响。