留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

部分包覆钢-混凝土组合梁在负弯矩作用下的刚度分析

龚树红 陈刚 顾明明 胡夏闽

龚树红, 陈刚, 顾明明, 胡夏闽. 部分包覆钢-混凝土组合梁在负弯矩作用下的刚度分析[J]. 钢结构(中英文), 2023, 38(6): 51-60. doi: 10.13206/j.gjgS23030201
引用本文: 龚树红, 陈刚, 顾明明, 胡夏闽. 部分包覆钢-混凝土组合梁在负弯矩作用下的刚度分析[J]. 钢结构(中英文), 2023, 38(6): 51-60. doi: 10.13206/j.gjgS23030201
Shuhong Gong, Gang Chen, Mingming Gu, Xiamin Hu. Stiffness Analysis for Partially Encased Steel-Concrete Composite Beams Subjected to Hogging Bending Moment[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2023, 38(6): 51-60. doi: 10.13206/j.gjgS23030201
Citation: Shuhong Gong, Gang Chen, Mingming Gu, Xiamin Hu. Stiffness Analysis for Partially Encased Steel-Concrete Composite Beams Subjected to Hogging Bending Moment[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2023, 38(6): 51-60. doi: 10.13206/j.gjgS23030201

部分包覆钢-混凝土组合梁在负弯矩作用下的刚度分析

doi: 10.13206/j.gjgS23030201
基金项目: 

江苏省建设系统科技项目(2022ZD10)。

详细信息
    作者简介:

    龚树红,男,1997年出生,博士研究生,gong-shuhong@foxmail.com。

    通讯作者:

    胡夏闽,男,1958年出生,教授,verbundbau@163.com。

Stiffness Analysis for Partially Encased Steel-Concrete Composite Beams Subjected to Hogging Bending Moment

  • 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。
  • [1] 胡夏闽,高华杰.组合结构在欧洲的新进展[J].工业建筑,2002,22(5):75-76

    ,80.
    [2] Elnashai A S,Broderick B M.Seismic resistance of composite beam-columns in multi-storey structures.part 1:experimental studies[J].Journal of Constructional Steel Research,1994,30(3):201-229.
    [3] De Andrade S A L,Vellasco P C G,Mergulhao A J R.Structural assessment of cold-formed composite structures[J].Steel & Composite Structures,2002,2(5):397-410.
    [4] Kindmann R,Bergmann R,Cajot L G,et al.Effect of reinforced concrete between the flanges of the steel profile of partially encased composite beams[J].Journal of Constructional Steel Research,1993,27(1/2/3):107-122.
    [5] Hanawa Y,Bergmann R.Analytical study on the shearing force share of I-shaped beam with reinforced concrete between the flanges (Analytische Untersuchung zur Querkraftverteilung bei I-Profilen mit ausbetonierten Kammern)[J].Stahlbau,2000,69(3):184-190.
    [6] 江雨辰,胡夏闽,王建林.部分外包钢梁受力性能试验研究及有限元分析[J].建筑结构学报,2015,36(增刊1):343-348.
    [7] Goralski C.Zusammenwirken von beton und stahlprofil bei kammerbetonierten verbundtra gern[D].Aachen:Techn.Hochsch.Diss.,2006.
    [8] 郑浩,胡夏闽,刘加荣,等.部分外包型钢混凝土黏结滑移性能的试验研究[J].工业建筑,2015,45(12):183-188.
    [9] 胡夏闽,张婧,张冰,等.H型钢腹板焊接栓钉的部分外包混凝土组合构件纵向受剪性能试验研究[J].建筑结构学报,2018,39(3):158-166.
    [10] 张婧,胡夏闽,张冰,等.拉力作用下部分外包钢-混凝土组合构件受剪性能试验研究[J].建筑结构学报,2017,38(增刊1):349-354.
    [11] 胡夏闽,江雨辰,施悦,等.部分外包混凝土简支组合梁受弯性能试验研究[J].建筑结构学报,2015,36(9):37-44.
    [12] 李炜,陈以一.不同系杆形式的部分组合钢-混凝土受弯构件试验研究[J].建筑钢结构进展,2015,17(3):1-6.
    [13] Hegger J,Goralski C.Structural behavior of partially concrete encased composite sections with high strength concrete[G]//Composite Construction in Steel and Concrete V.2006:346-355.
    [14] Jiang Y C,Hu X M,Hong W,et al.Experimental study and theoretical analysis of partially encased continuous composite beams[J].Journal of Constructional Steel Research,2016,117:152-160.
    [15] 施悦,胡夏闽,江敏.部分外包组合梁的挠度计算和分析[C]//中国钢协钢-混凝土组合结构分会第十一次年会论文集.2007:325-328.
    [16] 肖锦,李杰,陈以一.T形截面部分包覆钢-混凝土组合梁抗弯刚度及承载力试验研究[J].结构工程师,2020,36(2):149-156.
    [17] 赵必大,龚大程,李瑞锋,等.部分包覆钢-混凝土组合梁的滞回性能试验研究[J].工业建筑,2023,53(1):144-150

    ,8.
    [18] 秦凯,胡夏闽,江雨辰,等.部分外包混凝土组合梁负弯矩区翼缘板裂缝试验研究[J].建筑钢结构进展,2018,20(5):31-38

    ,46.
    [19] 罗如登,叶梅新.负弯矩作用下结合梁挠度计算方法研究[J].中国铁道科学,2001(5):64-67.
    [20] 聂建国,樊健生.组合梁在负弯矩作用下的刚度分析[J].工程力学,2002(4):33-36,28.
    [21] 中华人民共和国住房和城乡建设部.钢结构设计标准:GB 50017—2017[S].北京:中国建筑工业出版社,2018.
    [22] European Committee for Standardisation(ECS).Eurocode 4:design of composite steel and concrete sstructures.part 1.1:general rules and rules for buildings:EN 1994-1-1[S].Brussels:ECS,2004.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  180
  • HTML全文浏览量:  48
  • PDF下载量:  9
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2023-03-02
  • 网络出版日期:  2023-07-01

目录

    /

    返回文章
    返回