混凝土翼板完全断开的钢_混凝土组合梁弹性刚度分析.pdfVIP

第 43卷第 7期 土 　木 　工 　程 　学 　报 Vo l. 43 No. 7 2 0 1 0 年 7月 CH INA C IV IL ENG INEER ING JO URNAL Ju l. 　　20 10 混凝土翼板完全断开的钢 混凝土组合梁弹性刚度分析 聂建国　王宇航 (清华大学 北京 　100084) 摘要 : 由于结构功能的需要 ,常常需要在钢 混凝土组合楼板上开洞 。洞 口的存在将削弱组合梁的承载力及刚度 。 基于 3根翼板完全断开的钢 混凝土组合梁的试验研究成果 ,利用通用有限元软件 AN SYS对试验梁进行了模拟 ,考 虑了钢与混凝土界面的滑移 ,结果表明 ,弹性有限元方法对开洞组合梁弹性刚度的计算结果准确 。通过理论分析 推导出了翼板完全断开的组合梁弹性换算截面对应的跨中挠度计算公式 ,并用不考虑滑移的弹性有限元模型进行 了验证 。理论公式计算结果与有限元计算结果吻合良好 。有限元计算所得的钢与混凝土界面滑移曲线表明:最大 滑移并未出现在梁端 ,而是洞口边缘的滑移最大 ,这一点在试验中也得到了证明。在折减刚度法的基础上 ,结合洞 口边界条件 ,推导出了考虑洞口影响的钢与混凝土界面滑移所引起的开洞组合梁跨中附加挠度计算公式 。通过各 种计算方法的比较证明本文提出的理论公式计算结果与实测值吻合 良好 , 同时也表明洞 口开在支座边缘对于组合 梁的整体刚度影响非常小 ,即使不考虑开洞的影响 ,按照未开洞的组合截面计算 ,带来的误差也不大 。通过大量数 值计算 , 回归出了不同荷载工况下的刚度折减系数简化计算公式 ,并针对实际工程中的非典型荷载工况提出了等 效计算方法 。本文提出的计算方法可为翼板完全断开的组合梁的正常使用阶段的挠度验算提供参考 。 关键词 : 钢 混凝土组合梁 ; 翼板完全断开 ; 弹性刚度 ; 有限元 ; 换算截面 ; 滑移效应 中图分类号 : TU 3 18 + . 1　　文献标识码 : A 文章编号 : 100013 1X (20 10) E la stic r ig id ity ana ly sis of com posite steelconcrete beam s w ith whole open ings in concrete slab N ie J iang uo　W ang Yuhang ( Tsinghua U n iversity, B eij ing 100084 , Ch ina) A b stract: Op en ings often exist in the concrete slab of a compo site floor due to the function requ irem en ts of the structu re s, and wou ld reduce the strength and rigidity of the compo site steelconcrete beam s. B a sed on an exp erim en tal study of compo site steelconcrete beam sw ith who le op en ings in concrete flange, the ela stic rigidity of the compo sit