鋼混凝土組合梁正彎矩區(qū)截面的組合抗剪性能

摘要:為研究鋼混凝土組合梁正彎矩區(qū)的復合抗剪能力,對16根密實截面鋼混凝土組合梁的組合抗剪性能進行了試驗研究。試件全部簡支,跨中兩點對稱單調(diào)靜力加載。試驗結果表明,鋼混凝土組合梁截面的組合抗剪承載力為現(xiàn)行有關規(guī)范計算值的1.06～2.88倍;為同剪跨比(剪跨比為1.0和2.0時)純鋼梁的1.26～1.72倍?；炷烈戆鍖M合梁的抗剪承載力有明顯的貢獻。組合梁的破壞形態(tài)不僅與組合梁的剪跨比有關,而且與鋼梁的剪跨比有關。

關鍵詞:鋼混凝土組合梁;組合抗剪性能;混凝土翼板作用;剪跨比

近年來,鋼混凝土組合梁結構在我國發(fā)展很快,在建筑和橋梁結構等領域已經(jīng)得到越來越多的應用[1]。鋼梁通過連接件與鋼筋混凝土翼板組合后,其抗彎強度和剛度顯著提高。由于組合梁的鋼梁部分比相應純鋼梁的腹板高度小,故在某些情況下(如采用寬翼緣H型鋼或剪跨比較小的情況),組合梁的剪力有可能起控制作用,可能出現(xiàn)僅僅依靠組合梁鋼梁腹板抗剪不足的情況。

目前各國有關規(guī)范都規(guī)定按塑性理論設計時,組合截面的豎向抗剪計算均不計混凝土翼緣部分的
影響,僅考慮鋼梁腹板的抗剪作用。

文[2～4]試驗研究表明,混凝土翼板占總抗剪能力20%左右;對于纖細截面(按歐洲規(guī)范4為第四類截面)組合梁,混凝土翼板占總抗剪能力高達50%[5]。文[6]研究表明,鋼混凝土組合梁中,鋼梁腹板僅占總抗剪能力的60%～70%。在剪力起主要控制作用的情況下,單純依靠加大腹板的厚度是不經(jīng)濟的。事實上,鋼梁和混凝土翼緣通過連接件連成整體共同工作,截面抗彎按整體截面考慮,抗剪也可以按組合作用來考慮。因此,對鋼混凝土組合梁的組合抗剪作用進行試驗研究,有利于進一步提高組合梁的經(jīng)濟效益。

本文主要介紹關于鋼混凝土組合梁抗剪試驗的基本情況和主要試驗結果。

1試驗

1.1試驗參數(shù)

試驗共設計鋼混凝土簡支組合梁試件16個。主要改變的參數(shù)有組合梁的剪跨比λ、混凝土翼板
的厚度hf和寬度be。試驗僅考慮密實截面組合梁(鋼梁板件寬厚比滿足塑性設計要求的組合梁),翼板混凝土為普通混凝土。為了對比,專門設計純鋼梁試件2個,純鋼梁的截面尺寸同組合梁的鋼梁截面尺寸。鋼梁翼緣的屈服強度ff=273MPa,鋼梁腹板的屈服強度fw=340MPa。各試件參數(shù)變化如表1、表2所示。其中fcu表示混凝土立方體(150mm× 150mm×150mm)強度,參數(shù)a,b見圖1所示。