1、 ： 破 坏现 象 稍 兀湫 吻 摺带 有附 加钢筋 钢一 混 凝 土 组合 梁 负 弯矩 区有限 元 模 型 建 立 引 言 组合 梁 负 弯矩 区受 力 全过 程 分 析 琈 根 采 用 槽 钢做为 抗 剪 连 接件 的钢 混 凝 土 组合 梁 进行 试 验研 究。随后， 原郑 州 工学 院 、 哈 尔滨 建 筑工 程 学 院 、 清 华大 学 等单 位 陆续 展 开 了 对 弯筋 做为 抗 剪 连 接件 的组合 梁 、 部分 抗 剪 连 接组合 梁 、 连 续 组合 梁 、 压型 钢板 混 凝 土 组合 梁 、 预应力 组合 梁 以及高强 混 凝 土 组合 梁 等方 面的试 验研 究，
2、为 组合 梁 在 国 内 实际 工程 中 应用 奠定 了 坚实的理论 基 础 【。钢一 混 凝 土 组合 柱有钢骨 混 凝 土 柱和 钢管 混 凝 土 柱两 大 类。前 者主 要利 用 混凝 土 对 钢柱的支 持， 防止钢柱丧 失 局部稳 定 性 ， 并能 提 高钢柱的整体刚 度 ， 从而整体表现 出 较大 的承载 能 力 。与 前 者不 同 ， 后者同 时运用 了 钢管 对 混 凝 土 的套 箍 约 束 作用 和 混 凝 土 对 钢管 支 持作用 ， 从 而增强 了 钢管 的稳 定 性 ， 提 高了 混凝 土 的强 度 和 变 形能 力 。钢管 混 凝 土 柱凭借 其卓 越的受 力 性 能
3、和 施工 方 便的特点， 在 我 国 超 高层 建 筑结 构 、 桥 梁 结 构 以及地 下 工 程 结 构 中 已 取 得 了 相 当 广泛的应用 。此外， 国 外学 者还 提 出 了 一 种与 钢管 混 凝 土 柱原理不 尽 相 同 的套 筒 混凝 土 柱， 其仅利 用 钢管 对 混 凝 土 套 箍 约 束 作用 ， 从 而提 高短 柱的延 性 。这 对 组合 概念 又是 一 种灵活 运用 。国 外对 钢管 混 凝 土 组合 节点研 究现 状等通 过 对 在 单 调 或 往 复 荷载 作用 下 的圆 钢管 混 凝 土 柱 工 字形钢梁 节点进行 试 验研 究。节点区域 的构 造 为 钢梁
4、上下 翼 缘 直 接与 钢管 焊接， 并在 钢梁 上翼 缘 上焊接以不 同 形式锚 固于 钢管 内 混 凝 土 中 钢筋 ； 通过 连 接板 将 钢梁 腹 板 与 钢管 连 接。试 验结 果 表明： 布 置 钢筋 可有效将 应力 直 接传 递到核心 混 凝 土 上， 并缓解 翼 缘 的应力 集 中 ， 进而有效地 传 递钢梁 与 钢管 之 间 的作聂建 国 等通 过 在 进行 相 关试 验研 究的基 础 上做了 理论 推 导 分 析 ，研 究钢筋 与 混 凝 土 的粘 结 滑移和 钢粱与 翼 板 的滑移效应对 组合 梁 负 弯矩 区截 面刚 度 的影 响 。分 析 结 果 表明： 两 种滑移的
5、存 在 增加了 组合 梁 负 弯矩 区的附 加曲率 ， 降 低 了 截 面刚 度 例【】 【】 。问 题 的提 出混 凝 土 组合 梁 的多 个细 部构 造 参 数 不 同 的情 况下 ， 不 同 配置 形式的附 加钢筋 对钢 混 凝 土 组合 梁 负 弯矩 区受 力 性 能 的影 响 。附 加钢筋 对 钢一 混 凝 土 组合 梁 负 弯矩 区性 能 影 响 试 验分某 工 程 为 多 层 钢 混 凝 土 组合 框 架结 构 ， 框 架柱采 用 方 钢管 混 凝 土 截 面， 框架梁 采 用 工 字形钢梁 截 面， 设 计 中 主 、 次 梁 均 考 虑 混 凝 土 楼 板 与 工 字形钢梁
6、的组合 作用 。由于 梁 下 净 空要求 的限 制 ， 为 了 提 高组合 梁 负 弯矩 区的抗 弯承载 能力 ， 在 负 弯矩 区混 凝 土 翼 板 的有效宽度 范围 内 增设 了 附 加钢筋 。设 计 中 方 钢管附 加钢筋 对 钢 混 凝 土 组合 梁 负 弯矩 区性 能 影 响 试 验分 析根 据 实验室 实际 可用 空问 和 试 验设 备 ， 试 件 的主 要尺寸与 实际 工 程 一 致， ， 工 字钢粱选用 悸 歉 至 河牖炷 烈 戆 宓淖 楹 闲 炷 烈 戆 搴， 板 宽大 于 现行 钢结 构 设计 规范规定 的有效翼 缘 宽剧】 ， 试件 中 与 钢管 混 凝 土柱两 端 相
7、连 接的组合 梁 悬臂长。混 凝 土 翼 板 中 除 了 按 组合 梁 设 计 要求的纵向 受 力 钢筋 外， 两 个试 件 均 需 按 一 般 楼 板 设 计 要求 在 翼 板 内 配置 相 同 的双层 钢筋 网片【止苣 诤突 炷 烈 戆 宥 冀街 混 凝 土 。方 钢管 和 工 字钢梁 均在 加工 厂用 钢板 焊接而成 。钢梁 端 部加载 点处 截 面布 置 横 向 加劲 肋 ， 方 钢管 内布 置 内 隔 板 。钢梁 与 混 凝 土 之 间 的抗 剪 连 接件 采 用 栓 钉， 并按 完 全剪 力 连 接进两 个试 件 的几 何 尺寸、 钢筋 位 置 及部分 测 点位 置 见 图和 图所
8、示。混， 。： ： 。试 验在 郑 州 大 学 工 学 院 结 构 实验室 进行 ， 加载 方 式为 静 力 单 调 加载 ， 分 别 峄试 验加载 方 案 及试 验过 程试 验加载 过 程 采 用 荷载 控 制 ， 试 验加载 具体步骤 如 下 ：裂 标记开 裂 位 置 ， 并记录 开 裂 荷载 大 小。发 展 咝猿 潭 冉虾时， 每 级荷载 增量 可增加到 。附 加钢筋 对 钢 混 凝 土 组合 粱负 弯矩 区性 能 影 响 试 验分 析附 加钢筋 对 钢 混 凝 土 组合 梁 负 弯矩 区性 能 影 响 试 验分 析伴 着 混 凝 土 翼 板 开 裂 、 翼 板 内 钢筋 屈 服硬化 ，
9、 组合 梁 端 荷载 位 移曲 线 逐 步呈 非 线 性 变 化 。翼 板 中 附 加钢筋 和 纵向 分 布 钢筋 屈 服后， 钢梁 所受 内 力 进一 步净 截 面积。当 满足上式时， 截 面塑 性 中 和 轴 在 钢梁 的腹 板 内 ， 将 截 面应力 按 合力 等效的原则进行 分 解 后计 算 得 到 极 限 抗 弯承载 力 ：试 件 极 限 承载 力 的理论 值 和 试 验值 相 对 略 高一 些 。表理论 荷载 与 试 验荷载 比对 表析 可得 以下 两 点。附 加钢筋 对 钢 泄 凝 士组合 粱负 弯矩 区性 能 影 响 试 验分 析附 加钢筋 对 钢 混 凝 土 组合 梁 负 弯
10、矩 区性 能 影 响 试 验分 析沿 组合 梁 轴 线 方 向 的纵向 裂 缝 。由于 这 些 裂 缝 均 出 现 在 组合 梁 进入塑 性 工 作阶段 ， 接近其极 限 承载 力 ， 因 此对 组合 梁 的正 常使用 并不 构 成 直 接影 响 。另 外，由于 混 凝 土 翼 板 内 设 置 了 双 层 横 向 分 布 钢筋 ， 改 善 了 混 凝 土 翼 板 面上沿 组合 梁轴 线 方 向 纵向 裂 缝 的发 展 ， 使配置 不 同 构 造 形式附 加钢筋 对 组合 梁 负 弯矩 区裂缝 分 布 影 响 较小。附 加钢筋 对 钢 混 凝 土 组合 梁 负 弯矩 区性 能 影 响 试验分 析同 一 截 面处 纵向 分 布 钢筋 应变 分 布 图对 上图进行 分 析 ， 可得 以下 三 点。
