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钢-混凝土组合扁梁受弯性能理论分析与试验

龚超 康浩 侯兆新 王玉银 梁伟桥 张国伟

龚超, 康浩, 侯兆新, 王玉银, 梁伟桥, 张国伟. 钢-混凝土组合扁梁受弯性能理论分析与试验[J]. 钢结构(中英文), 2020, 35(6): 41-49. doi: 10.13206/j.gjgS20051201
引用本文: 龚超, 康浩, 侯兆新, 王玉银, 梁伟桥, 张国伟. 钢-混凝土组合扁梁受弯性能理论分析与试验[J]. 钢结构(中英文), 2020, 35(6): 41-49. doi: 10.13206/j.gjgS20051201
Chao Gong, Hao Kang, Zhaoxin Hou, Yuyin Wang, Weiqiao Liang, Guowei Zhang. Theoretical Analysis and Experimental Study on Bending Behavior of Steel-Concrete Composite Flat Beams[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2020, 35(6): 41-49. doi: 10.13206/j.gjgS20051201
Citation: Chao Gong, Hao Kang, Zhaoxin Hou, Yuyin Wang, Weiqiao Liang, Guowei Zhang. Theoretical Analysis and Experimental Study on Bending Behavior of Steel-Concrete Composite Flat Beams[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2020, 35(6): 41-49. doi: 10.13206/j.gjgS20051201

钢-混凝土组合扁梁受弯性能理论分析与试验

doi: 10.13206/j.gjgS20051201
基金项目: 

国家重点研发计划项目(2016YFC0701201)。

详细信息
    作者简介:

    龚超,男,1981年出生,工学博士,教授级高级工程师。Email:gongchao6330@163.com

Theoretical Analysis and Experimental Study on Bending Behavior of Steel-Concrete Composite Flat Beams

  • 摘要: 钢-混凝土组合扁梁楼盖以其楼盖结构高度小、防火性能好、下表面平整观感好、便于管线铺设以及在经济跨度范围内梁高更小的优势,在国外(特别是英国和北欧地区)得到了较广泛的应用。实际工程中,钢-混凝土组合扁梁楼盖应用较多的是SP预应力混凝土叠合楼板和深肋压型钢板组合楼板,用于住宅建筑时,存在以下不足:1)钢梁下翼缘外露,需要进行防腐防火保护;2)深肋压型钢板组合扁梁下翼缘不平整需做吊顶,增加了成本和结构高度;3)SP预应力混凝土叠合楼板和深肋压型钢板组合楼板均为单向板,导致楼盖厚度较大,且楼盖高度难以进一步降低等,制约了钢-混凝土组合扁梁楼盖在实际工程中的应用。为此,提出了预制叠合密肋楼板和预制叠合密肋楼板组合扁梁楼盖的概念,预制叠合密肋楼板由预制带肋底板和现浇层组成,可实现双向传力。由于该新型预制叠合密肋楼板组合扁梁楼盖区别于传统的SP预应力混凝土叠合楼板和深肋压型钢板组合扁梁楼盖,为研究该新型组合扁梁楼盖预制叠合密肋楼板与钢梁协同工作性能及其设计方法,结合某高层钢结构住宅示范工程的设计,对该新型钢-混凝土组合扁梁的受弯性能进行了理论分析与试验研究。
    设计制作了2个预制叠合密肋楼板组合扁梁试验试件,主要变化参数为钢梁腹板开孔形式和剪力键设置方式。钢梁采用焊接不等翼缘钢梁,楼板采用预制叠合密肋楼板,预制板均不出筋。钢材牌号为Q345B,楼板混凝土强度等级为C35,钢筋为HRB400级。试件计算长度为3 800 mm,几何长度为4 000 mm。通过试验研究该新型钢-混凝土组合扁梁的承载能力、延性、变形性能、裂缝开展、应力及应变发展情况等。在试验研究的基础上,提出了预制叠合密肋楼板组合扁梁抗弯极限承载力计算简化假定,并基于破坏强度理论推导了预制叠合密肋楼板组合扁梁抗弯极限承载力计算公式。
    通过理论分析和试验研究得到以下结论:1)预制叠合密肋楼板组合扁梁具有优良的承载能力和延性性能。试件挠跨比达到1/32时,试件承载力仍未有明显下降,试件呈延性破坏特征。2)在钢梁下翼缘边缘和受拉钢筋屈服时,试件达到屈服承载力;在钢梁全截面屈服、受拉和受压钢筋屈服、受压区混凝土压溃时,试件达到极限承载力。在峰值荷载之前,混凝土和钢梁截面应变分布近似呈线性分布,可以采用平截面假定。3)基于破坏强度理论提出的预制叠合密肋楼板组合扁梁的抗弯承载力计算公式,与试验结果吻合良好,且偏于安全。
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  • 收稿日期:  2020-03-20

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