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装配式组合扁梁受弯性能试验与有限元分析

朱家豪 王鹏 王永慧 李洛克 许蔚

朱家豪, 王鹏, 王永慧, 李洛克, 许蔚. 装配式组合扁梁受弯性能试验与有限元分析[J]. 钢结构(中英文), 2025, 40(3): 58-67. doi: 10.13206/j.gjgS23122903
引用本文: 朱家豪, 王鹏, 王永慧, 李洛克, 许蔚. 装配式组合扁梁受弯性能试验与有限元分析[J]. 钢结构(中英文), 2025, 40(3): 58-67. doi: 10.13206/j.gjgS23122903
Jiahao Zhu, Peng Wang, Yonghui Wang, Luoke Li, Wei Xu. Flexural Performance Tests and Finite Element Analysis of Prefabricated Flat Beams[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2025, 40(3): 58-67. doi: 10.13206/j.gjgS23122903
Citation: Jiahao Zhu, Peng Wang, Yonghui Wang, Luoke Li, Wei Xu. Flexural Performance Tests and Finite Element Analysis of Prefabricated Flat Beams[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2025, 40(3): 58-67. doi: 10.13206/j.gjgS23122903

装配式组合扁梁受弯性能试验与有限元分析

doi: 10.13206/j.gjgS23122903
基金项目: 

国家自然科学基金项目(51308269,52068068,51708486);云南省自然科学基金项目(202301AT070450,202201AT070110)。

详细信息
    作者简介:

    朱家豪,硕士,主要从事组合结构研究。

    通讯作者:

    王鹏,博士,副教授,主要从事组合结构的研究,wangpengletter@163.com。

Flexural Performance Tests and Finite Element Analysis of Prefabricated Flat Beams

  • 摘要: 装配式组合扁梁采用钢筋桁架楼承板作为底板,并铺设在型钢梁底部翼缘板上,通过剪力连接件将钢梁与混凝土组合成一个整体,具有刚度大、承载力高、防火性能好、施工便捷及建筑层高低等特点,因此具有广阔的应用前景。为了研究不同剪力连接件对组合扁梁的抗弯性能的影响,共设计了3根组合扁梁试件,其中包括带头栓钉剪力连接件、横向钢筋剪力连接件和无剪力连接件3种形式,并分别进行受弯加载试验,分析其受力过程和破坏形式,对比3个试件的最大跨中挠度值、极限承载力、端部滑移以及跨中横截面上应变分布情况。为了进一步研究不同参数对组合扁梁跨中最大挠度和极限承载力的影响,运用ANSYS软件对带头栓钉连接件的组合扁梁进行有限元数值模拟,通过荷载-挠度曲线和裂缝开裂位置,验证所建模型的精确性。随后进行型钢与混凝土强度、现浇混凝土板厚、配筋率以及型钢板厚等参数分析。结果表明:组合扁梁具有较好的整体性、抗弯承载能力和延性。扁梁加载过程中截面应变基本符合平截面假设;腹板处横向剪力连接件,能有效地减少混凝土与型钢之间的滑移,提高了组合扁梁的抗弯刚度和承载力;有限元模拟结果与试验结果较为吻合,说明所建的模型可以很好地模拟出组合扁梁的受力性能。有限元参数分析结果显示:增大现浇混凝土板厚对组合扁梁抗弯承载力提升最为显著,混凝土和型钢强度提升效果次之;配筋率的提高对构件承载力有一定影响,且能有效提高受弯性能;在型钢板厚增大相同的情况下,增加翼缘板的厚度可以有效提高组合扁梁的极限承载力。
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-12-29
  • 网络出版日期:  2025-06-07
  • 刊出日期:  2025-03-25

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