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2023年 第38卷 第6期
2023, 38(6): 1-11.
doi: 10.13206/j.gjgS22110301
摘要
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摘要:
随着装配式结构在我国的应用与推广,PEC构件由于其便于批量化生产、快速装配的特点,在工程中的应用价值得以大大提高。部分企业开始尝试在实际工程中应用PEC构件,提出了一种新型剪力墙构件——PEC剪力墙。以实际工程应用为出发点对3个足尺PEC剪力墙试件进行低周拟静力水平加载试验,观察了PEC剪力墙的试验现象、破坏过程,通过分析关键部位应力、应变情况,考察了在往复荷载作用下的破坏模式、变形特征;分析了PEC剪力墙在低周往复荷载作用下的滞回曲线、骨架曲线、耗能能力、延性、承载力以及刚度等力学性能,对其抗侧性能进行了评价;对比了卷边构造措施对其破坏特征、变形以及抗侧性能的影响,并检验其有效性;对比分析了不同轴压比对卷边构造PEC剪力墙抗侧性能的影响。试验结果表明:1)PEC剪力墙试件均为弯曲屈服后破坏,在达到最大承载力前钢翼缘均已经屈服;试件SW1底部混凝土压溃破坏,外侧钢翼缘出现局部屈曲,试件SW2与SW3底部钢翼缘未发生屈曲,最终发生底座锚固破坏。2)试件SW1的滞回曲线比较饱满,有较强的塑性耗能能力,试件SW2和试件SW3滞回曲线有一定程度的捏缩现象,试件的延性系数均大于3.4,有较好的变形能力,承载力退化程度很低,刚度后期退化变缓,在1/30层间位移角内具有稳定良好的承载能力。3)卷边构造的设置加强了对PEC剪力墙底部混凝土的约束,延后了底部混凝土的压溃破坏,使PEC剪力墙具有更好的承载性能。4)高轴压比下,试件会较早出现受压屈服,PEC剪力墙的初始刚度会有一定的提高,但其延性与耗能能力会下降。5)相比于混凝土剪力墙,PEC剪力墙的变形能力更接近钢板剪力墙,PEC剪力墙抗震设计的控制变形限值可适当放宽。
随着装配式结构在我国的应用与推广,PEC构件由于其便于批量化生产、快速装配的特点,在工程中的应用价值得以大大提高。部分企业开始尝试在实际工程中应用PEC构件,提出了一种新型剪力墙构件——PEC剪力墙。以实际工程应用为出发点对3个足尺PEC剪力墙试件进行低周拟静力水平加载试验,观察了PEC剪力墙的试验现象、破坏过程,通过分析关键部位应力、应变情况,考察了在往复荷载作用下的破坏模式、变形特征;分析了PEC剪力墙在低周往复荷载作用下的滞回曲线、骨架曲线、耗能能力、延性、承载力以及刚度等力学性能,对其抗侧性能进行了评价;对比了卷边构造措施对其破坏特征、变形以及抗侧性能的影响,并检验其有效性;对比分析了不同轴压比对卷边构造PEC剪力墙抗侧性能的影响。试验结果表明:1)PEC剪力墙试件均为弯曲屈服后破坏,在达到最大承载力前钢翼缘均已经屈服;试件SW1底部混凝土压溃破坏,外侧钢翼缘出现局部屈曲,试件SW2与SW3底部钢翼缘未发生屈曲,最终发生底座锚固破坏。2)试件SW1的滞回曲线比较饱满,有较强的塑性耗能能力,试件SW2和试件SW3滞回曲线有一定程度的捏缩现象,试件的延性系数均大于3.4,有较好的变形能力,承载力退化程度很低,刚度后期退化变缓,在1/30层间位移角内具有稳定良好的承载能力。3)卷边构造的设置加强了对PEC剪力墙底部混凝土的约束,延后了底部混凝土的压溃破坏,使PEC剪力墙具有更好的承载性能。4)高轴压比下,试件会较早出现受压屈服,PEC剪力墙的初始刚度会有一定的提高,但其延性与耗能能力会下降。5)相比于混凝土剪力墙,PEC剪力墙的变形能力更接近钢板剪力墙,PEC剪力墙抗震设计的控制变形限值可适当放宽。
2023, 38(6): 12-21.
doi: 10.13206/j.gjgS22101102
摘要:
部分包覆钢-混凝土组合墙(简称PEC墙)在装配式建筑领域具有广阔的应用前景,近年来在建筑结构中逐步推广应用,但其稳定性能方面的研究尚待完善。对PEC墙稳定性能展开研究,基于既有试验和有限元分析结果,考察计算长度、材料强度、主钢件钢板厚度、构件截面尺寸等参数对墙体稳定性能影响,提出PEC墙轴压稳定曲线计算公式,公式计算值与有限元结果吻合良好。采用有限元软件ABAQUS建立有限元分析模型,基于既有试验数据进行对比,验证模型准确性。之后,对PEC墙轴心受压稳定性能展开数值参数分析,考察构件各参数对其稳定性能的影响,包括:计算长度、材料强度、主钢件钢板厚度、构件截面尺寸等。参数分析过程采用控制变量法,逐个研究各参数对PEC墙体稳定性能的影响程度,总结受力特点及规律。基于组合结构的稳定理论,按组合截面中混凝土与主钢件的构成,综合确定组合截面的等效强度fEQ、等效弹性模量EEQ,并推导了PEC墙构件的正则化长细比λn。然后,基于有限元分析结果绘制PEC墙的轴压稳定曲线,将钢结构四类截面稳定曲线与PEC墙稳定曲线进行对比,总结规律,寻找适用于PEC墙构件稳定曲线的计算方法。最后,基于参数分析结果,总结各构件参数对PEC墙稳定曲线的影响,在PEC墙轴压稳定曲线的计算公式中引入关键构件参数作为控制变量,同时基于不同计算长度下构件破坏形态特点,提出了“三段式”PEC墙轴压稳定曲线计算公式。研究表明:1)构件计算长度l0对PEC墙破坏形式有较大影响,随着l0增加,构件破坏形态及其极限承载力由材料强度控制转变为整体稳定控制;2)PEC墙各构件参数中,主钢件翼缘厚度、构件截面厚度对稳定性能影响较为显著,材料强度、主钢件腹板厚度、构件截面高度等对稳定性能影响相对较小;3)国内外尚未颁布PEC墙体设计的相关规范,我国现行设计规范GB 50017—2017《钢结构设计标准》提供的四类截面稳定曲线均不适用于PEC墙轴压稳定系数的确定;4)提出了PEC墙轴压稳定系数“三段式”计算公式,公式计算值与有限元结果吻合良好,对不同材料、不同尺寸的PEC墙均可保持较高精度,可用于PEC墙轴压稳定系数的确定。
部分包覆钢-混凝土组合墙(简称PEC墙)在装配式建筑领域具有广阔的应用前景,近年来在建筑结构中逐步推广应用,但其稳定性能方面的研究尚待完善。对PEC墙稳定性能展开研究,基于既有试验和有限元分析结果,考察计算长度、材料强度、主钢件钢板厚度、构件截面尺寸等参数对墙体稳定性能影响,提出PEC墙轴压稳定曲线计算公式,公式计算值与有限元结果吻合良好。采用有限元软件ABAQUS建立有限元分析模型,基于既有试验数据进行对比,验证模型准确性。之后,对PEC墙轴心受压稳定性能展开数值参数分析,考察构件各参数对其稳定性能的影响,包括:计算长度、材料强度、主钢件钢板厚度、构件截面尺寸等。参数分析过程采用控制变量法,逐个研究各参数对PEC墙体稳定性能的影响程度,总结受力特点及规律。基于组合结构的稳定理论,按组合截面中混凝土与主钢件的构成,综合确定组合截面的等效强度fEQ、等效弹性模量EEQ,并推导了PEC墙构件的正则化长细比λn。然后,基于有限元分析结果绘制PEC墙的轴压稳定曲线,将钢结构四类截面稳定曲线与PEC墙稳定曲线进行对比,总结规律,寻找适用于PEC墙构件稳定曲线的计算方法。最后,基于参数分析结果,总结各构件参数对PEC墙稳定曲线的影响,在PEC墙轴压稳定曲线的计算公式中引入关键构件参数作为控制变量,同时基于不同计算长度下构件破坏形态特点,提出了“三段式”PEC墙轴压稳定曲线计算公式。研究表明:1)构件计算长度l0对PEC墙破坏形式有较大影响,随着l0增加,构件破坏形态及其极限承载力由材料强度控制转变为整体稳定控制;2)PEC墙各构件参数中,主钢件翼缘厚度、构件截面厚度对稳定性能影响较为显著,材料强度、主钢件腹板厚度、构件截面高度等对稳定性能影响相对较小;3)国内外尚未颁布PEC墙体设计的相关规范,我国现行设计规范GB 50017—2017《钢结构设计标准》提供的四类截面稳定曲线均不适用于PEC墙轴压稳定系数的确定;4)提出了PEC墙轴压稳定系数“三段式”计算公式,公式计算值与有限元结果吻合良好,对不同材料、不同尺寸的PEC墙均可保持较高精度,可用于PEC墙轴压稳定系数的确定。
2023, 38(6): 22-31.
doi: 10.13206/j.gjgS22090103
摘要:
部分包覆钢-混凝土组合结构简称为PEC结构,兼具混凝土结构和钢结构的优点,腔体内填充混凝土可以有效提升型钢的抗屈曲能力,翼缘间通过焊接钢筋形成连杆增强对钢翼缘和混凝土的约束作用,从而提高结构的承载力与刚度。目前国内外对平腹板PEC梁已进行了许多研究,但关于波形腹板PEC梁的研究甚少。为研究波形腹板PEC梁的受弯性能,在PEC梁的基础上将H型钢的平腹板替换为正弦波形腹板,提出正弦波形腹板PEC梁,对其受弯性能进行试验研究,以期对该结构的实际应用提供借鉴。设计4根正弦波形腹板PEC梁试件,分别改变其配筋形式与焊缝形式的构造措施,通过四点弯曲加载试验,采集挠度、滑移、应变等数据。通过荷载-跨中挠度曲线分析、承载力分析、变形分析、应变分析、钢-混凝土滑移分析等,探究4根正弦波形腹板PEC梁构件的抗弯强度、延性、黏结滑移等各项性能,对比不同构造的优劣。试验结果表明:试件的实测承载力均大于理论承载力,4种构造形式下的屈服承载力和极限承载力差异不大,可以用边缘屈服准则和全截面塑性准则来计算承载力。对试件波浪腹板与上下翼缘间采用单面角焊缝与采用双面角焊缝进行对比发现,承载力和变形等方面差异不大,故PEC梁的波浪腹板与翼缘板间可采用单面角焊缝焊接,但制作时必须严格保证焊缝质量。试件主钢件沿梁的腹板高度方向应变很小,均未达到屈服应变,在靠近翼缘处应变开始增长,并出现陡增,说明弯曲正应力几乎完全由翼缘承担,主钢件腹板应变不符合平截面假定。4种构造下的PEC梁钢-混凝土滑移量差别不大,支座处滑移较小,最大滑移量基本在1 mm内;跨中腹部由于混凝土开裂严重,滑移量包含了裂缝宽度的影响,导致所测结果偏大很多,数据仅供参考。试验中4种构造形式的正弦波形腹板PEC梁最终均未达到截面破坏,由于挠度过大停止试验,荷载-跨中挠度曲线未下降,后续将考虑改进,按试件最终破坏来控制试验结束,从而进一步探讨试件的性能。
部分包覆钢-混凝土组合结构简称为PEC结构,兼具混凝土结构和钢结构的优点,腔体内填充混凝土可以有效提升型钢的抗屈曲能力,翼缘间通过焊接钢筋形成连杆增强对钢翼缘和混凝土的约束作用,从而提高结构的承载力与刚度。目前国内外对平腹板PEC梁已进行了许多研究,但关于波形腹板PEC梁的研究甚少。为研究波形腹板PEC梁的受弯性能,在PEC梁的基础上将H型钢的平腹板替换为正弦波形腹板,提出正弦波形腹板PEC梁,对其受弯性能进行试验研究,以期对该结构的实际应用提供借鉴。设计4根正弦波形腹板PEC梁试件,分别改变其配筋形式与焊缝形式的构造措施,通过四点弯曲加载试验,采集挠度、滑移、应变等数据。通过荷载-跨中挠度曲线分析、承载力分析、变形分析、应变分析、钢-混凝土滑移分析等,探究4根正弦波形腹板PEC梁构件的抗弯强度、延性、黏结滑移等各项性能,对比不同构造的优劣。试验结果表明:试件的实测承载力均大于理论承载力,4种构造形式下的屈服承载力和极限承载力差异不大,可以用边缘屈服准则和全截面塑性准则来计算承载力。对试件波浪腹板与上下翼缘间采用单面角焊缝与采用双面角焊缝进行对比发现,承载力和变形等方面差异不大,故PEC梁的波浪腹板与翼缘板间可采用单面角焊缝焊接,但制作时必须严格保证焊缝质量。试件主钢件沿梁的腹板高度方向应变很小,均未达到屈服应变,在靠近翼缘处应变开始增长,并出现陡增,说明弯曲正应力几乎完全由翼缘承担,主钢件腹板应变不符合平截面假定。4种构造下的PEC梁钢-混凝土滑移量差别不大,支座处滑移较小,最大滑移量基本在1 mm内;跨中腹部由于混凝土开裂严重,滑移量包含了裂缝宽度的影响,导致所测结果偏大很多,数据仅供参考。试验中4种构造形式的正弦波形腹板PEC梁最终均未达到截面破坏,由于挠度过大停止试验,荷载-跨中挠度曲线未下降,后续将考虑改进,按试件最终破坏来控制试验结束,从而进一步探讨试件的性能。
2023, 38(6): 32-41.
doi: 10.13206/j.gjgS22092702
摘要:
PEC(Partially Encased Composite)构件是指在工字钢或H型钢构件翼缘间填入混凝土、在混凝土中设置钢筋或翼缘连杆的组合构件。含有PEC构件的结构称为PEC结构,其承载力、延性以及刚度都要优于纯钢结构和钢筋混凝土结构,并且具有良好的抗火性能。我国研究者对PEC结构也制订了专门的技术规程T/CECS 719—2020《部分包覆钢-混凝土组合结构技术规范》。但是对采用单一H形主钢件的PEC柱在弱轴方向与梁刚性连接的节点性能,目前的试验研究尚不充分。对此,设计了3个PEC柱在弱轴方向与梁连接的节点子结构试件,分别编号JM、JH、BH,并进行静力单调加载与滞回加载,考察节点的受力性能和试件的破坏模式。节点采用端板螺栓连接。在构造设计过程中,结合工程实际,满足节点的受力特点以及预制化、装配式的要求,重点考虑了隔板布置、扁钢连杆的设置等因素。在试验设计过程中,参考了欧洲、加拿大和中国的规范,考虑了加载模式、破坏模式、加载路径、钢材强度等级、混凝土强度等级等因素,对试验装置、加载制度、测试方案等进行设计。接着进行试验研究,采用梁端反对称加载,分别进行了1个单调试验和2个滞回试验。其中,JM和JH试件的柱翼缘和节点区翼缘被削弱,JM试件采用静力单调加载,JH试件采用滞回加载,二者均出现柱破坏模式,且JH试件的极限承载力低于JM试件;BH试件的梁翼缘及腹板被削弱,采用滞回加载,最终出现梁破坏模式。试验结果表明:1)试验的PEC弱轴节点连接形式可以满足刚接的要求。2)通过利用T/CECS 719—2020中关于梁、柱、弱轴连接节点承载力的计算方法,可以准确判断试件的破坏模式,对实际工程具有指导意义。3)PEC弱轴连接节点中被包覆的混凝土部分,因侧面有来自梁构件中混凝土的约束,可有效提高弱轴节点的抗剪承载力。4)混凝土在往复作用下的损伤累积会使PEC试件的极限承载力出现下降。
PEC(Partially Encased Composite)构件是指在工字钢或H型钢构件翼缘间填入混凝土、在混凝土中设置钢筋或翼缘连杆的组合构件。含有PEC构件的结构称为PEC结构,其承载力、延性以及刚度都要优于纯钢结构和钢筋混凝土结构,并且具有良好的抗火性能。我国研究者对PEC结构也制订了专门的技术规程T/CECS 719—2020《部分包覆钢-混凝土组合结构技术规范》。但是对采用单一H形主钢件的PEC柱在弱轴方向与梁刚性连接的节点性能,目前的试验研究尚不充分。对此,设计了3个PEC柱在弱轴方向与梁连接的节点子结构试件,分别编号JM、JH、BH,并进行静力单调加载与滞回加载,考察节点的受力性能和试件的破坏模式。节点采用端板螺栓连接。在构造设计过程中,结合工程实际,满足节点的受力特点以及预制化、装配式的要求,重点考虑了隔板布置、扁钢连杆的设置等因素。在试验设计过程中,参考了欧洲、加拿大和中国的规范,考虑了加载模式、破坏模式、加载路径、钢材强度等级、混凝土强度等级等因素,对试验装置、加载制度、测试方案等进行设计。接着进行试验研究,采用梁端反对称加载,分别进行了1个单调试验和2个滞回试验。其中,JM和JH试件的柱翼缘和节点区翼缘被削弱,JM试件采用静力单调加载,JH试件采用滞回加载,二者均出现柱破坏模式,且JH试件的极限承载力低于JM试件;BH试件的梁翼缘及腹板被削弱,采用滞回加载,最终出现梁破坏模式。试验结果表明:1)试验的PEC弱轴节点连接形式可以满足刚接的要求。2)通过利用T/CECS 719—2020中关于梁、柱、弱轴连接节点承载力的计算方法,可以准确判断试件的破坏模式,对实际工程具有指导意义。3)PEC弱轴连接节点中被包覆的混凝土部分,因侧面有来自梁构件中混凝土的约束,可有效提高弱轴节点的抗剪承载力。4)混凝土在往复作用下的损伤累积会使PEC试件的极限承载力出现下降。
2023, 38(6): 42-50.
doi: 10.13206/j.gjgS22090801
摘要:
物流业的兴起催生了物流建筑的概念,物流建筑具有荷载大、跨度大、层高高等特点。对于这种建筑,现有的钢-混凝土组合梁和型钢混凝土梁不仅价格昂贵,而且资源消耗大,这与国家倡导的新型绿色施工模式背道而驰。在实际工程应用中,业主迫切需要降低工程成本,因此为此类建筑开发新的水平构件尤为重要。为了解决上述问题,将部分包覆混凝土梁(PECB)与无支撑施工方法相结合,提出了一种预制装配部分包覆混凝土梁(PPECB)。为了研究预制装配部分包覆混凝土梁的剪切性能,设计了8根部分预制梁和1根PEC梁(整体浇筑对比试件)来研究剪切性能。主要目的是观察和记录整个试验过程,获得预制装配部分包覆混凝土梁试件在竖向荷载作用下的剪切破坏特征、裂缝发展、应变发展规律、荷载-跨中挠度曲线;阐明预制装配部分包覆混凝土梁的剪切破坏机理;探讨了浇筑方式、钢腹板厚度、混凝土强度、箍筋直径、箍筋间距和剪跨比对预制装配部分包覆混凝土梁抗剪性能的影响;建立了预制装配部分包覆混凝土梁斜截面的抗剪承载力模型,推导了预制装配部分包覆混凝土梁斜截面抗剪承载能力的计算方法。试验结果表明:预制装配部分包覆混凝土梁能够基本保持整体工作性能,这与现浇部分外包混凝土组合梁(PECB)的抗剪性能更加一致,其抗剪承载力略低于现浇部分外包混凝土组合梁。总体上,认为浇筑和预制的不同浇筑方法对构件的承载力影响较小;预制装配部分包覆混凝土梁的剪切破坏模式为剪切破坏。最大裂纹在屈服前发展缓慢,屈服后发展迅速;混凝土强度、箍筋间距和直径对裂缝发展速率影响较大;随着混凝土强度等级的提高,预制装配部分包覆混凝土梁的抗剪承载力增加;预制装配部分包覆混凝土梁的抗剪承载力随着钢腹板厚度的增加而增加;增大箍筋直径和减小箍筋间距都可以提高预制装配部分包覆混凝土梁的抗剪承载力;当剪跨比在1.5~2.5之间时,预制装配部分包覆混凝土梁的抗剪承载力随着剪跨比的增大而减小;参考现有规范,初步给出了预制装配部分包覆混凝土梁的抗剪承载力计算公式。基于此理论,计算结果与试验值吻合较好,可为实际工程应用提供参考。
物流业的兴起催生了物流建筑的概念,物流建筑具有荷载大、跨度大、层高高等特点。对于这种建筑,现有的钢-混凝土组合梁和型钢混凝土梁不仅价格昂贵,而且资源消耗大,这与国家倡导的新型绿色施工模式背道而驰。在实际工程应用中,业主迫切需要降低工程成本,因此为此类建筑开发新的水平构件尤为重要。为了解决上述问题,将部分包覆混凝土梁(PECB)与无支撑施工方法相结合,提出了一种预制装配部分包覆混凝土梁(PPECB)。为了研究预制装配部分包覆混凝土梁的剪切性能,设计了8根部分预制梁和1根PEC梁(整体浇筑对比试件)来研究剪切性能。主要目的是观察和记录整个试验过程,获得预制装配部分包覆混凝土梁试件在竖向荷载作用下的剪切破坏特征、裂缝发展、应变发展规律、荷载-跨中挠度曲线;阐明预制装配部分包覆混凝土梁的剪切破坏机理;探讨了浇筑方式、钢腹板厚度、混凝土强度、箍筋直径、箍筋间距和剪跨比对预制装配部分包覆混凝土梁抗剪性能的影响;建立了预制装配部分包覆混凝土梁斜截面的抗剪承载力模型,推导了预制装配部分包覆混凝土梁斜截面抗剪承载能力的计算方法。试验结果表明:预制装配部分包覆混凝土梁能够基本保持整体工作性能,这与现浇部分外包混凝土组合梁(PECB)的抗剪性能更加一致,其抗剪承载力略低于现浇部分外包混凝土组合梁。总体上,认为浇筑和预制的不同浇筑方法对构件的承载力影响较小;预制装配部分包覆混凝土梁的剪切破坏模式为剪切破坏。最大裂纹在屈服前发展缓慢,屈服后发展迅速;混凝土强度、箍筋间距和直径对裂缝发展速率影响较大;随着混凝土强度等级的提高,预制装配部分包覆混凝土梁的抗剪承载力增加;预制装配部分包覆混凝土梁的抗剪承载力随着钢腹板厚度的增加而增加;增大箍筋直径和减小箍筋间距都可以提高预制装配部分包覆混凝土梁的抗剪承载力;当剪跨比在1.5~2.5之间时,预制装配部分包覆混凝土梁的抗剪承载力随着剪跨比的增大而减小;参考现有规范,初步给出了预制装配部分包覆混凝土梁的抗剪承载力计算公式。基于此理论,计算结果与试验值吻合较好,可为实际工程应用提供参考。
2023, 38(6): 51-60.
doi: 10.13206/j.gjgS23030201
摘要:
随着理论研究和工程应用的不断发展,人们发现与普通钢-混凝土组合梁相比,部分包覆钢-混凝土组合梁(PEC梁)不仅具有良好的抗火性能,其承载力、刚度和抗屈曲能力均有大幅度提高。为研究PEC梁在负弯矩作用下的受力性能和刚度计算方法,对3根不同力比的PEC梁和1根钢-混凝土组合梁进行静力弯曲试验,并探讨了部分包覆组合梁在负弯矩作用下其钢梁腹部钢筋混凝土对截面刚度的影响。试验结果表明:在负弯矩作用下,PEC梁的受弯承载力与刚度相较钢-混凝土组合梁分别提高40%和25%,极限承载力随力比的增大而增大;PEC梁的翼板混凝土裂缝宽度要明显小于普通组合梁,PEC梁的翼板混凝土和腹部混凝土的裂缝宽度随着其配置的纵向钢筋截面面积的增大而减小;负弯矩作用下混凝土受拉开裂导致组合梁截面刚度逐渐减小,腹部混凝土随着裂缝的延伸其作用逐渐减弱,但是腹部混凝土受到钢梁制约其裂缝并未贯通,因此对PEC梁的刚度仍有贡献;当荷载趋近极限承载力时,荷载-挠度曲线逐渐趋于平缓,表明PEC梁具有良好的延性;组合梁早期均满足平截面假定,后期随着荷载增大,混凝土板与钢梁间的相对滑移逐渐增加,导致连接界面处混凝土应变与钢梁应变差逐渐增大。在试验研究的基础上,考虑钢梁腹部混凝土及钢梁与混凝土板连接界面相对滑移对组合梁刚度的影响,提出了适合PEC梁在负弯矩作用下的截面刚度计算公式,试验结果验证了所提计算方法的准确性。
随着理论研究和工程应用的不断发展,人们发现与普通钢-混凝土组合梁相比,部分包覆钢-混凝土组合梁(PEC梁)不仅具有良好的抗火性能,其承载力、刚度和抗屈曲能力均有大幅度提高。为研究PEC梁在负弯矩作用下的受力性能和刚度计算方法,对3根不同力比的PEC梁和1根钢-混凝土组合梁进行静力弯曲试验,并探讨了部分包覆组合梁在负弯矩作用下其钢梁腹部钢筋混凝土对截面刚度的影响。试验结果表明:在负弯矩作用下,PEC梁的受弯承载力与刚度相较钢-混凝土组合梁分别提高40%和25%,极限承载力随力比的增大而增大;PEC梁的翼板混凝土裂缝宽度要明显小于普通组合梁,PEC梁的翼板混凝土和腹部混凝土的裂缝宽度随着其配置的纵向钢筋截面面积的增大而减小;负弯矩作用下混凝土受拉开裂导致组合梁截面刚度逐渐减小,腹部混凝土随着裂缝的延伸其作用逐渐减弱,但是腹部混凝土受到钢梁制约其裂缝并未贯通,因此对PEC梁的刚度仍有贡献;当荷载趋近极限承载力时,荷载-挠度曲线逐渐趋于平缓,表明PEC梁具有良好的延性;组合梁早期均满足平截面假定,后期随着荷载增大,混凝土板与钢梁间的相对滑移逐渐增加,导致连接界面处混凝土应变与钢梁应变差逐渐增大。在试验研究的基础上,考虑钢梁腹部混凝土及钢梁与混凝土板连接界面相对滑移对组合梁刚度的影响,提出了适合PEC梁在负弯矩作用下的截面刚度计算公式,试验结果验证了所提计算方法的准确性。
2023, 38(6): 61-63.
doi: 10.13206/j.gjgS22123020
摘要:
简要论述了圆钢管混凝土短柱性能的一个重要方面:确定使短柱压力-应变曲线不再下降的界限套箍系数,并提出了一个确定该界限系数的简单方法,结果与已有试验结果符合,表明所提出方法的基本合理性。
简要论述了圆钢管混凝土短柱性能的一个重要方面:确定使短柱压力-应变曲线不再下降的界限套箍系数,并提出了一个确定该界限系数的简单方法,结果与已有试验结果符合,表明所提出方法的基本合理性。
