剪力连接度对钢_混凝土组合梁抗震性能的影响
不同剪力连接钢-混凝土组合梁试验及有限元分析
中 图分 类 号 :U 9 T 38 文 献 标 识 码 : A
Ex e i e ta d Fi ie Elm e tAn l ss o te. n r t p rm n n n t e n ay i fS e 1Co c ee Co p st a swih Di e e tDe r e fS e r Co n ci n m o ie Be m t f r n g e so h a n e to
第3 2卷第 1 期 21 00年 3月
南 昌大学学报( 工科版 ) Ju l f a cagU i ri ( nier g& T cn l y oma o nh n nv sy E g ei N e t n n eh o g ) o
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c n e t g f t g g e t n u n e t d s r o fc mp s e b a , n h te — o c ee c mp st b a a e o n ci t n r al i f e c s i i o t n o o o i e ms a d t e se l n r t o o i e ms h v n i i y l s t i t c e g o e a i n d s l c me ta d t e c lu ae e u t s i o d a r e n t h to e t s. o d g n c t i i a e n n h a c l td r s l i a g o g e me t h t a ft e t y p n wi h Ke o d :te — o c ee c mp s e b a ;s e r c n e t n;e p r n a t d y W r s se lc n r t o o i e ms h a o n c i t o x ei me tlsu y
钢-混凝土组合梁
目前实际工程应用中,钢-混凝土组合梁一般采用栓钉作为剪力连接件。该工程针对阿克苏地区以前没有采用过组合梁,栓钉焊接质量不易保证,故改用槽钢剪力连接件。但是,《钢结构设计规范》(GBJ17-88)以及《钢-混凝土组合结构设计与施工规程》(DL/T5085-1999)规定槽钢肢尖的方向应该沿槽钢受剪力方向。这容易使设计人员和施工人员搞混,造成不必要的负担。研究表明:槽钢肢尖的方向对槽钢剪力连接件的抗剪性能并没有明显的影响,所以在即将颁布的新《钢结构设计规范》中将取消这一规定,这大大方便了设计和施工。槽钢剪力连接件的计算简图如图5所示。
求得等价的钢梁截面后,可以按照材料力学的方法来计算截面的抗弯承载力。设换算后截面的惯性矩为 I换算,换算截面形心轴距离钢梁底部为y 换算,组合梁总高为y换算作用在截面上的弯矩为M,剪力为,则钢梁底部纤维和混凝土翼缘板最高处的正应力和剪应力分别为:
而组合梁挠度的计算,则按照换算截面惯性矩计算组合梁截面刚度后,再由结构力学的方法计算梁刚度大,变形小,经济技术效益显著,目前在国内得到了越来越广泛的应用。阿克苏市采用钢-混凝土简支组合梁跨越胜利渠,作为支承热力管线的跨渠桥梁,相对钢筋混凝土桥可以大大减轻自重,节省支模工序和模板,缩短施工周期;相对钢桥,可以减小截面高度,提高截面承载力,减小用钢量,增大截面刚度,增强结构的耐久性。特别是新疆南疆地区干旱少雨对钢结构腐蚀性小,养护费用少,钢结构施工时便于拼装焊接可减少吊装设备等特点,因此,采用钢-混凝土组合梁是一个比较优秀的结构方案。
钢-混凝土组合梁计算原理
在钢-混凝土组合梁弹性分析中,采用以下假定:1、钢材与混凝土均为理想的弹性体。2、钢筋混凝土翼缘板与钢梁之间有可靠的连接交互作用,相对滑移很小,可以忽略不计。 3、平截面假定依然成立。4、不考虑混凝土翼缘板中的钢筋。 钢-混凝土组合梁弹性分析采用换算截面法。如图3所示,(a)表示换算前截面,(b)表示换算后截面。换算截面法的基本原理是:混凝土翼缘板按照总力不变及应变相同条件,换算成弹性模量为Es、应力为бs的与钢等价的换算截面面积。具体计算时,为了混凝土截面重心高度换算前后保持不变,换算时混凝土翼缘板厚度不变而仅将翼缘板有效翼缘宽度be除以α E(钢材弹性模量与混凝土弹性模量的比值),得到图3(b)。
钢—混凝土组合梁板体系的试验研究与理论分析
钢—混凝土组合梁板体系的试验研究与理论分析**钢—混凝土组合梁板体系的试验研究与理论分析**1. 研究背景钢—混凝土组合梁板体系以其优越的结构特征及应用前景越来越受到关注,近年来已经有屡有尝试应用在实际工程中,具有重要的理论及实用价值。
因此,本文将通过实验研究与理论分析研究钢—混凝土组合梁板体系,以期获得关于该结构本身的有价值的理论依据,为未来更广泛的应用提供参考。
2. 实验研究(1)实验试件结构设计。
钢—混凝土组合梁板实验试件主要由纵向钢筋所固定的混凝土梁板层,以及上、下端翼缘钢板组成。
通过对实验研究件材料、尺寸及构件内荷载的详细设计和计算,确定了试件的尺寸、材料及实验参数。
(2)实验方法。
采用加载—失重法开展了试验,并采用侧向转移式加载器、位移计、载荷计等相应的装置,对试件在不同剪切荷载作用下的变形、构件的损伤和破坏程序、构件内力变化等状态均进行了详细的观测和测量。
3. 理论分析(1)建立分析模型。
根据原理,确定相关参数,建立数值分析模型;同时,根据实际情况做出相应的假定,确保模型的简单方便,加速计算过程。
(2)计算分析。
选择计算机软件,建立模型,输入基本数据,结合建模假定,计算有关参数并得出结论,与实验数据进行比较,分析组合梁板体系的变形、损伤和破坏程序,以及构件内力变化等情况。
4. 结论利用实验研究技术与理论分析相结合,对钢—混凝土组合梁板体系进行了有力的研究。
得出以下结论:(1) 钢—混凝土组合梁板体系具有明显的弹性塑性特征,其受力性能与单件混凝土构件相比有明显的提高。
(2) 研究结果表明,该体系的抗剪强度受纵向钢筋的含量和分布有明显的影响,加载类型和梁板厚度也会对钢—混凝土组合梁板体系的受力性能产生影响。
(3) 实验和理论分析结果表明,该体系具有较高的受力性能及良好的应用前景。
本文通过实验研究与理论分析,对钢—混凝土组合梁板体系进行了有力的研究,提出了设计参数,以及抗剪强度受加载类型和梁板厚度影响的等宝贵的理论结论,为未来开展更加深入的研究提供参考。
钢—混凝土工字梁桥剪力滞效应研究
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2 钢一 混凝 土 工字梁 剪 力滞 系数定 义
…} .
钢一 混凝 土组合 梁是 由外 露 的钢梁 或钢桁 梁通
过连接件 ( 剪力键 )与钢筋混凝土板组合而成的结 构。 钢与混凝土两种材料可以相互扬长避短 , 各 自发 挥它们 的材料特性 , 可以更好地协同工作 。 典型的组合桥 面系通常由多根钢梁与混凝土板 构成 , 设计时则可以简化成一组平行 的 T或工形截
摘要: 以一片三跨钢一混凝土工字连续梁为研 究对象, 基于 A NS Y S 平 台, 结合 壳单元与 实 体单元对该钢一混凝土工字连续梁进行 了剪力滞效应分析 。参考美国 N C H R P _ r p t _ 5 4 3 钢~ 混 凝土 工 字梁研 究报告 中对钢一 混凝 土 工字 梁剪 力滞 系数 的定 义 ,研 究 了各 个荷 载 工况 下的
第 3期( 总
2 2 2 期)
山西 交通科 技
S HAN XI S CmNC E& T E C HN OL OG Y o f C OMMU NI C AT I ON S NO . 3 2 0 1 3年 6月
J u n e
钢一混凝土工字梁桥剪力滞效应研究
李海峰
( 山 西省公路 局 吕梁分局 , 山西 吕梁 0 3 3 0 0 0 )
钢一 混 凝 土工 字梁剪 力滞 系数 的分 布及 变化规 律 。 分析 结果表 明 : 钢一 混凝 土 工字 梁的 宽跨 比 ( 舰 ) 对其 剪 力滞 系数 的 影响 最 大 , 其 次是 桥 面板 上所施 加荷 载 的形 式。 关 键词 : 钢一 混凝 土 工字 梁 ; A NS YS ; 剪力滞 效应 ; 剪 力滞 系数 中图分 类号 : U 4 4 1 文 献标 识码 : A 文章 编号 : 1 0 0 6 — 3 5 2 8 ( 2 0 1 3 ) 0 3 - 0 0 5 6 - 0 3
钢—混凝土组合梁抗剪性能研究进展
国 等 开 展 了 1 ] 6根 钢 一混 凝 土 组 合 梁 的组 合 抗 剪
性 能试验 研 究 , 点 研 究 了钢 一 混 凝 土组 合 梁 正 弯 重
矩 区ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的复合 抗剪 能 力 。试 验结 果 表 明 , 混凝 土 翼 板
对组 合梁 的抗 剪 承 载 力有 明显 的积 极 影 响 , 一混 钢
1 2 国 外 研 究 状 况 .
跨 连续 的组 合梁 的负 弯 矩 区 抗 剪 试 验 , 释 了负 弯 解
矩 区截 面抗 剪强 度 比塑 性 计 算 值 有 所 提 高 的 原 因 。 认 为混 凝 土 裂 缝 贯 通 之 后 腹 板 承 受 了 几 乎 全 部 剪 力; 组合 梁抗 剪 承 载力 高 于塑 性 计 算 值 的主 要 原 因 是 由于 腹 板 处 于 复 杂 应 力 状 况 下 钢 材 强 化 所 致 。 19 9 2年 范崇 仁等 l 考 虑混 凝 土参 加 横 向抗 剪 作 用 , _ 2 提 出一 个较 合理 的横 向抗 剪 强 度 计 算公 式 , 为 忽 认
凝 土组合 梁 截面 的组 合抗 剪承 载力 试验 值 为现行 有 关规 范计 算值 的 1 O ~ 2 8 . 6 . 8倍 。2 0 0 3年施 耀 忠[ 6 ]
根据 钢一 混 凝土 组合 梁 的受力 特 点 , 用虚 功原 理 , 利
好、 刚度 大 等特 点 , 桥 梁 、 高 层 建 筑 中得 到 了较 在 多
钢 一 混 凝 土 组 合 梁 抗 剪 性 能 研 究进 展
解 佳 飞
( 中铁 十 九 局 集 团有 限公 司 , 京 1 lO ) 北 1O O
摘 要 : 一 混 凝 土 组 合 梁 具 有施 工 速 度 快 、 省 支 架 和模 板 等 优 点 , 有 十分 广 阔 的 应 用 前 景 。主 要 介 绍 了 钢 节 具 钢 一 混 凝 土 组 合 梁抗 剪 性 能 的 国 内外 研 究 现 状 。在 系 统 分 析 已 有研 究 成 果 的 基 础 上 , 钢 一 混 凝 土 组 合 梁 的 对 竖 向抗 剪 性 能 和 纵 向 抗 剪 性 能 的研 究 与设 计 方 法 进 行 了分 析 与 研 究 , 指 出 了 目前 存 在 的问 题 与 不 足 。 并
钢-混凝土组合结构抗震研究综述
钢-混凝土组合结构抗震研究综述发布时间:2022-10-13T08:01:10.568Z 来源:《建筑创作》2022年第8期作者:曹智杰[导读] 钢-混凝土组合结构是组合结构当中较为常见的一种曹智杰重庆交通大学土木工程学院,重庆 400074摘要:钢-混凝土组合结构是组合结构当中较为常见的一种,也是土木行业当中使用频率最多的一种结构体系。
与钢筋混凝土结构相比,钢-混凝土组合结构可以减小地震作用、降低的结构重量、减小构件的截面尺寸、造价相对有所降低、方便安装、结构的延性较好等;与钢结构系相比,钢-混凝土组合结构对用钢量的需求有所降低、稳定性有所提高等。
本文介绍了钢-混凝土组合结构在土木工程中的实际运用,并对其抗震性能进行了简单的介绍。
关键词:组合结构;抗震;组合剪力墙一、引言地震作为自然界中最严重的具有毁灭性的自然灾害,对人们的生命财产安全带来了不可估量的威胁,比如唐山大地震[1]、汶川大地震[2-3]等,至今令人悲痛不已。
因此,土木领域的研究人员对抗震的研究从未停止。
而且充分的事实证明,相比于其他自然灾害,地震对建筑结构的破坏无疑是最大的。
正因为如此,有关钢-混凝土组合结构的抗震研究才更加吸引人们的眼球。
现目前,研究人员一直对钢-混凝土组合结构在进行研究,也取得了很多成果,但也存在诸多不足。
钢-混凝土组合结构抗震的评估方法有IDA评估分析方法和Pushover评估分析方法。
二、钢与混凝土组合梁(一)钢-混凝土组合梁钢框架在组合结构当中,钢-混凝土组合梁能很好的工作是因为其中的钢梁与钢筋砼翼缘或者通过剪力键连接组合而成以形成一个整体的受力情况[4]。
钢-混凝土组合梁钢框架是一种重要且常用组合结构,组合梁和钢柱组成的框架就是钢-混凝土组合梁钢框架。
相对于纯框架而言,钢-混凝土组合框架节约钢材,造价相较于之前,降低大约三分之一左右,并且结构刚度的增加也较为显著,同时,钢-混凝土组合梁中的翼缘板可以为钢梁提供侧向约束,以便于最大程度上避免平面外失稳,除了承受上部结构传递下来的竖向载荷,也可以参与框架梁所承受的弯矩作用[5],钢与混凝土两种材料都能充分发挥各自的作用,钢梁由原来的纯弯状态受力变为部分截面或全截面受拉的状态,这使得结构的整体性有了较大的提升,通过这样的组合,弥补了单一材料作为受力构件的短处,同时也比较经济,这也是现目前以及以后建筑结构发展的方向。
对钢--混凝土组合梁抗弯承载力的认识
对钢--混凝土组合梁抗弯承载力的认识西平铁路后河村特大桥:有着亚洲铁路“第一跨”之称的西平铁路后河村特大桥80米钢-混凝土组合桁架梁。
钢--混凝土组合梁由于能充分发挥钢材和混凝土各自的材料特性,使其在桥梁结构中大量被采用,成为第五大类结构。
钢--混凝土组合梁最初的计算方法是基于弹性理论的换算截面法,即假设钢材与混凝土均为理想弹性体,两者连接可靠,完全共同变形,通过弹性模量比将两种材料换算成一种材料进行计算。
然而,钢材和混凝土都是弹塑性材料,需要考虑塑性发展带来承载力的提高。
我国现行的涉及组合梁计算的规范中,《钢结构设计规范》和《钢--混凝土组合结构设计规程》规定,组合梁的计算可采用塑性设计方法,考虑全截面的塑性发展,但都没有考虑钢梁与混凝土桥面板的相对滑移对承载能力的影响。
钢-混凝土组合梁的欧洲分类《欧洲规范4》根据截面的转动能力将钢-混凝土组合梁分为四类。
第一类截面能够形成塑性铰,具有满足塑性分析所需要的转动能力,截面的最大承载力大于全塑性弯矩Mp1;第二类截面的最大承载力能够达到全塑性弯矩Mp1,但塑性铰的转动会受到局部屈曲或者混凝土破坏的限制;第三类截面中,由于局部屈曲阻碍了截面塑性抗弯能力的发展,截面的最大抗弯能力仅能达到弹性弯矩Me1;第四类截面为钢梁受压截面提前发生屈曲,使其不能达到屈服强度,截面的最大承载力不能达到弹性弯矩Me1。
四类截面的划分情况详见图1。
Mp1和Me1分别为截面的塑性抗弯强度和弹性抗弯强度。
图1 欧洲规范对四类截面的划分剪力连接键是组合梁的关键部位。
根据剪力连接键所能提供的抗力与组合梁达到完全塑性截面应力分布时纵向剪力的关系,可将组合梁分为完全抗剪连接组合梁和部分抗剪连接组合梁。
完全抗剪连接是指抗剪连接件的纵向水平抗剪承载力能够保证最大弯矩截面上抗弯承载力得以充分发挥的连接,否则则为部分抗剪连接。
从定义中可以看出,抗剪连接件的设计会影响到组合梁的抗弯承载力。
因此在《欧洲规范4》中分别给出了完全抗剪连接和部分抗剪连接下组合梁的抗弯承载能力。
工程结构抗震习题答案
工程结构抗震习题答案一、填空题1.地震按其成因可划分为火山地震、陷落地震、构造地震和诱发地震四种类型;2.地震按地震序列可划分为孤立型地震、主震型地震和震群型地震;3.地震按震源深浅不同可分为浅源地震、中源地震、深源地震;4.地震波可分为体波和面波;5.体波包括纵波和横波;6.纵波的传播速度比横波的传播速度快;7.造成建筑物和地表的破坏主要以面波为主;8.地震强度通常用震级和烈度等反映;9.震级相差一级,能量就要相差32倍之多;P510.一般来说,离震中愈近,地震影响愈大,地震烈度愈高;11.建筑的设计特征周期应根据其所在地的设计地震分组和场地类别来确定;12.设计地震分组共分三组,用以体现震级和震中距的影响;13.抗震设防的依据是抗震设防烈度;14.关于构造地震的成因主要有断层说和板块构造说;15.地震现象表明,纵波使建筑物产生垂直振动,剪切波使建筑物产生水平振动,而面波使建筑物既产生垂直振动又产生水平振动;16.面波分为瑞雷波 R波和洛夫波L波;17.根据建筑使用功能的重要性,按其受地震破坏时产生的后果,将建筑分为甲类、乙类、丙类、丁类四个抗震设防类别;18.规范按场地上建筑物的震害轻重程度把建筑场地划分为对建筑抗震有利、不利和危险的地段;19.我国抗震规范指出建筑场地类别应根据等效剪切波速和覆盖层厚度划分为四类;20.饱和砂土液化的判别分分为两步进行,即初步判别和标准贯入度试验判别;21. 可液化地基的抗震措施有选择合适的基础埋置深度、调整基础底面积,减小基础偏心和加强基础的整体性和刚度;详见书P1722.场地液化的危害程度通过液化等级来反映;23.场地的液化等级根据液化指数来划分;24.桩基的抗震验算包括非液化土中低承台桩基抗震验算和液化土层的低承台桩基抗震验算两大类;25.目前,工程中求解结构地震反应的方法大致可分为两种,即底部剪力法和振型分解反应谱法;26.工程中求解自振频率和振型的近似方法有能量法、折算质量法、顶点位移法、矩阵迭代法;27.结构在地震作用下,引起扭转的原因主要有地震时地面各点的运动存在着相位差和结构本身不对称,即结构的质量中心与刚度中心不重合两个;28.建筑结构抗震验算包括截面抗震验算和抗震变形验算;29.结构的变形验算包括多遇地震作用下的抗震变形验算和罕遇地震作用下薄弱层的弹塑性变形验算;30.一幢房屋的动力性能基本上取决于它的建筑布局和结构布置; 31.结构延性和耗能的大小,决定于构件的破坏形态及其塑化过程;32.结构的整体性是保证结构各部件在地震作用下协调工作的必要条件;33.选择结构体系,要考虑抗震设防烈度和设计基本地震加速度取值的关系;34.选择结构体系时,要注意选择合理的结构构件及抗震结构体系;35.地震区的框架结构,应设计成延性框架,遵守强柱弱梁、强剪弱弯、强节点、强锚固等设计原则;36.在工程手算方法中,常采用反弯点法和D值法进行水平地震作用下框架内力的分析;37.竖向荷载下框架内力近似计算可采用分层法和弯矩二次分配法;38.影响梁截面延性的主要因素有梁截面尺寸、纵向钢筋配筋率、剪压比、配箍率、钢筋强度等级和混凝土强度等级等;39.影响框架柱受剪承载力的主要因素有剪跨比、轴压比、配箍特征值、混凝土强度等;40.轴压比是影响柱子破坏形态和延性的主要因素之一;41. 框架节点破坏的主要形式是钢筋锚固破坏和节点核心区剪切破坏;42.影响框架节点受剪承载力的主要因素有柱轴向力、直交梁约束、混凝土强度和节点配箍情况等;43.梁筋的锚固方式一般有直线锚固和弯曲锚固两种;44.框架结构最佳的抗震机制是总体机制;45.框架节点的抗震设计包括节点构造和节点核心区受剪承载力验算两方面的内容;46.多层和高层钢筋混凝土结构包括框架结构、抗震墙结构、框架抗震墙结构及筒体结构等结构体系;47.楼层地震剪力在同一层各墙体间的分配主要取决于楼盖整体刚度和每片墙体的层间抗侧力等效刚度;48.楼盖的水平刚度,一般取决于楼盖的结构类型和楼盖的宽长比;49.防止倒塌是多层砌体结构房屋抗震设计的重要问题;50.底部框架-抗震墙砖房形成了二道防线的结构体系;51.防止砌体结构房屋的倒塌主要是从钢筋混凝土构造柱和钢筋混凝土圈梁等抗震措施方面着手;52.结构的变形缝有伸缩缝、沉降缝和温度缝;53.高层钢结构的结构体系主要有纯框架体系、筒体体系、框架支撑体系或框架剪力墙体系;54.框架体系的抗侧力能力主要决定于梁柱构件和节点的强度与延性;55.框架体系的节点常采用刚接节点;56.框架-支撑体系的支撑类型有中心支撑和偏心支撑;57.筒体结构体系可分为框架筒、桁架筒、筒中筒及束筒等体系;58.防止板件失稳的有效方法是限制它的高厚比;59.支撑构件的性能与杆件的长细比、截面形状、板件宽厚比、端部支撑条件、杆件初始缺陷和刚才性能等因素有关;60.常用的剪力墙板有钢筋混凝土剪力墙、钢板剪力墙和配筋砌块剪力墙等;61. 框架梁与柱的连接宜采用柱贯通型; 62.抗震设防时,柱的拼接应位于以外,并按设计;63.高层钢结构的柱脚分埋入式柱脚、外包式柱脚和外露式柱脚3种;64.屋盖体系中,应尽可能选用有撑屋盖; 65.在单层厂房中,柱底至室内地坪以上500mm范围内和阶形柱的上柱宜采用矩形截面;66.柱间支撑是保证厂房纵向刚度和抵抗纵向地震作用的重要抗侧力构件;67.结构减震控制根据是否需要外部能源输入分为主动控制、半主动控制、被动控制和混合控制;68.隔震系统一般由上部结构、隔震层、隔震层以下结构与基础等部分组成; 69.隔震支座布置时应力求使质量中心和刚度中心一致; 70.隔震结构的抗震计算一般采用时程分析法法,对砌体结构及其基本周期相当的结构可采用底部剪力法法;71.耗能减震装置根据耗能器耗能的依赖性可分为位移相关型和速度相关型等;1、抗震规范给出的设计反应谱中,当结构自振周期在~Tg之间时,谱曲线为 AA.水平直线 B.斜直线 C.抛物线 D.指数曲线2、实际地震烈度与下列何种因素有关BA.建筑物类型B.离震中的距离C.行政区划D.城市大小3、规范规定不考虑扭转影响时,用什么方震作用效应组合的计算 BA.完全二次项组合法CQC 法B. 平方和开平方法SRSS 法C.杜哈米积分D. 振型分解反应谱法4、基底剪力法计算水平地震作用可用于下列何种建筑 C米以上的高层建筑 B.自振周期T 1很长T 1>4s 的高层建筑C. 垂直方向质量、刚度分布均匀的多层建筑D. 平面上质量、刚度有较大偏心的多高层建筑5、地震系数k 与下列何种因素有关 AA.地震基本烈度B.场地卓越周期C.场地土类别 D.结构基本周期6、9度区的高层住宅竖向地震作用计算时,结构等效总重力荷载G eq 为 CA. 恒载标准值G K +活载标准值Q KB. G K +Q kC. G K +D. G K +7、框架结构考虑填充墙刚度时,T 1与水平弹性地震作用F e 有何变化 A↓,Fe ↑↑,Fe↑↑,Fe↓↓,Fe↓8、抗震设防区框架结构布置时,梁中线与柱中线之间的偏心距不宜大于 AA.柱宽的1/4 B.柱宽的1/8 C.梁宽的1/4 D.梁宽的1/89、土质条件对地震反应谱的影响很大,土质越松软,加速度谱曲线表现为 AA.谱曲线峰值右移B.谱曲线峰值左移C.谱曲线峰值增大D.谱曲线峰值降低10、震中距对地震反应谱的影响很大,在烈度相同的条件下,震中距越远,加速度谱曲线表现为 AA.谱曲线峰值右移B.谱曲线峰值左移C.谱曲线峰值增大D.谱曲线峰值降低11、为保证结构“大震不倒”,要求结构具有 CA.较大的初始刚度B.较高的截面承载能力C.较好的延性D.较小的自振周期T112、楼层屈服强度系数 沿高度分布比较均匀的结构,薄弱层的位置为 DA.最顶层B.中间楼层C. 第二层D. 底层13、多层砖房抗侧力墙体的楼层水平地震剪力分配 BA.与楼盖刚度无关B.与楼盖刚度有关C.仅与墙体刚度有关D.仅与墙体质量有关14、场地特征周期Tg与下列何种因素有关CA.地震烈度B.建筑物等级C.场地覆盖层厚度D.场地大小15、关于多层砌体房屋设置构造柱的作用,下列哪句话是错误的 DA.可增强房屋整体性,避免开裂墙体倒塌B.可提高砌体抗变形能力C.可提高砌体的抗剪强度D.可抵抗由于地基不均匀沉降造成的破坏16、考虑内力塑性重分布,可对框架结构的梁端负弯矩进行调幅 BA.梁端塑性调幅应对水平地震作用产生的负弯矩进行B.梁端塑性调幅应对竖向荷载作用产生的负弯矩进行 C.梁端塑性调幅应对内力组合后的负弯矩进行D.梁端塑性调幅应只对竖向恒荷载作用产生的负弯矩进行17、水平地震作用标准值Fek的大小除了与质量,地震烈度,结构自振周期有关外,还与下列何种因素有关 BA.场地平面尺寸B.场地特征周期C.荷载分项系数D.抗震等级18、表征地震动特性的要素有三个,下列哪项不属于地震动要素 BA.加速度峰值B.地震烈度C.频谱特性D.地震持时19、震级大的远震与震级小的近震对某地区产生相同的宏观烈度,则对该地区产生的地震影响是BA.震级大的远震对刚性结构产生的震害大B.震级大的远震对柔性结构产生的震害大C.震级小的近震对柔性结构产生的震害大D.震级大的远震对柔性结构产生的震害小20、地震烈度主要根据下列哪些指标来评定 CA.地震震源释放出的能量的大小B.地震时地面运动速度和加速度的大小C.地震时大多数房屋的震害程度、人的感觉以及其他现象D.地震时震级大小、震源深度、震中距、该地区的土质条件和地形地貌21、一般情况下,工程场地覆盖层的厚度应按地面至剪切波速大于多少的土层顶面的距离确定D A.200m/s B.300m/s C.400m/s D.500m/s22、关于地基土的液化,下列哪句话是错误的 AA.饱和的砂土比饱和的粉土更不容易液化B.地震持续时间长,即使烈度低,也可能出现液化C.土的相对密度越大,越不容易液化D.地下水位越深,越不容易液化23、某地区设防烈度为7度,乙类建筑抗震设计应按下列要求进行设计 D A.地震作用和抗震措施均按8度考虑B.地震作用和抗震措施均按7度考虑C.地震作用按8度确定,抗震措施按7度采用D.地震作用按7度确定,抗震措施按8度采用24、框架柱轴压比过高会使柱产生 BA.大偏心受压构件 B.小偏心受压构件 C.剪切破坏 D.扭转破坏25、钢筋混凝土丙类建筑房屋的抗震等级应根据那些因素查表确定 BA .抗震设防烈度、结构类型和房屋层数B .抗震设防烈度、结构类型和房屋高度C .抗震设防烈度、场地类型和房屋层数D .抗震设防烈度、场地类型和房屋高度26、纵波、横波和面波L 波之间的波速关系为 AA .V P > V S > V LB .V S > V P > V LC .V L > V P > V SD .V P > V L > V S27、位于软弱场地上,震害较重的建筑物是: AA.木楼盖等柔性建筑B.单层框架结构C.单层厂房结构D.多层剪力墙结构28、强剪弱弯是指: BA.抗剪承载力Vu大于抗弯承载力MuB.剪切破坏发生在弯曲破坏之后C.设计剪力大于设计弯矩D.柱剪切破坏发生在梁剪切破坏之后29、下列结构延性哪个延性在抗震设计时要求最高 DA.结构总体延性B.结构楼层的延性C.构件的延性D.关键杆件的延性30、强柱弱梁是指: BA.柱线刚度大于梁线刚度B.柱抗弯承载力大于梁抗弯承载力C.柱抗剪承载力大于梁抗剪承载力 C.柱配筋大于梁配筋31、对于8度以上地区,当墩高大于 B 应在接近地面或施工水位处设置横系梁A.6米B.7米C.8米D.9米32、一级公路上的一般工程,其重要性修正系数为 BA.1.0B.1.3C.D.五、简答题1.抗震设防的目标是什么实现此目标的设计方法是什么P9-10答:⑴、抗震设防目标:1、当遭遇低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时,建筑物一般不受损坏或不需要修理仍可继续使用; 2、当遭受本地区抗震设防烈度的地震影响时,建筑物可能损坏,经一般的修理或不需要修理仍可继续使用;3、当遭受高于本地区抗震设防烈度预估的罕遇地震影响时,建筑物不致倒塌或发生危险的严重破坏;⑵、实现此目标的方法:依据三个地震烈度水准,使用两阶段抗震设计方法实现2.对各抗震设防类别建筑的设防标准,应符合什么要求P8-9答:⑴、甲类建筑:地震作用应高于本地区抗震设防烈度的要求,其值应按批准的地震安全性评价结果确定;⑵、乙类建筑:地震作用应符合本地区抗震设防烈度的要求;⑶、丙类建筑:地震作用和抗震措施均应符合本地区抗震设防烈度的要求;⑷、丁类建筑:一般情况下,地震作用仍应符合本地区抗震设防烈度的要求,抗震措施应允许比本地区抗震设防烈度的要求适当降低,但抗震设防烈度为6度时不应降低;4.什么是场地土的液化影响液化的因素有哪些液化对建筑物有哪些危害P14、P16答:⑴、地震时,饱和砂土或粉土的颗粒在强烈振动下发生相对位移,从而使土的颗粒结构趋于密实,如土本身的渗透系数较小,则将使其孔隙水在短时间内排泄不走而受到挤压,这将使孔隙水压力急剧上升,当孔隙水压力增加到与剪切面上的法向压应力接近或相等时,砂土或粉土受到的有效压应力,下降乃至完全消失;这时砂土颗粒局部或全部将处于悬浮状态,土体的抗剪强度等于零,称为场地土达到液化状态;⑵、影响液化的因素:①、土层的地质年代和组成;②、土层的相对密度;③、土层的埋深和地下水位的深度;④、地震烈度和地震持续时间;⑶、液化对建筑物的危害:地面开裂下沉使建筑物产生过度下沉或整体倾斜;不均匀沉降引起建筑物上部结构破坏,使梁板等构件及其节点破坏,使整体开裂和建筑物体型变化处开裂;5.底部剪力法的适用条件是什么P536.何谓时程分析法,在什么时候须用时程分析法进行补充计算P57答:⑴、时程分析法:对结构物的运动微分方程直接进行逐步积分求解的一种动力分析方法;以下情况:①、甲类建筑和9度时已类建筑中的钢筋混凝土结构和钢结构;②、高度大于150m的钢结构和7—9度时楼层屈服强度系数小于的钢筋混凝土框架结构;③、烈度8 度Ⅲ、Ⅳ类场地和9度时高大的单层钢筋混凝土柱厂房的横向排架;④、采用隔震和消能减震设计的结构;7.什么是楼层屈服强度系数怎样判别结构薄弱层位置P106答:⑴、楼层屈服强度系数:按构件实际配筋和材料强度标准值计算的楼层受剪承载力与该层弹性地震剪力之比;⑵、①、根据经验,多、高层框架结构的薄弱层,对于均匀结构当自振周期小于—时,一般在底层;对于不均匀结构往往在受剪承载力相对较弱的层;②、楼层屈服强度最小者即为结构薄弱层;8.什么是多道抗震防线如何进行第一道抗震防线的构件选择P93答:⑴、多道抗震防线:建筑物采用多重抗侧力体系,第一道防线的抗侧力构件在强烈地震作用下遭到破坏后,后备的第二道乃至第三道防线的抗侧力构件立即接替,抵挡住后续的地震动的冲击,保证建筑物最低限度的安全;⑵、第一到抗震防线构件的选择:优先选择不负担或少负担重力荷载的竖向支撑或填充墙,或选择轴压比值较小的抗震墙、实墙筒体之类的构件;9.简述框架柱.梁.节点抗震设计的原则;P109、P118、P126答:⑴、框架柱抗震设计原则:①、强柱弱梁,使柱尽量不要出现塑性铰;②、在弯曲破坏之前不发生剪切破坏,使柱有足够的抗剪能力;③、控制住的轴压比不要太大;④、加强约束,配置必要的约束箍筋;⑵、梁抗震设计原则:①、梁形成塑性铰后仍有组后的抗剪承载力;②、梁纵筋去附后,塑性铰区段应有较好的延性和耗能能力;③、妥善地解决梁纵筋锚固问题;⑶、节点抗震设计原则:①、节点的承载力不应低于其连接件的承载力;②、多遇地震时,节点应在弹性范围内工作;③、罕遇地震时,节点承载力的降低不得危及竖向荷载的传递;④、节点配筋不应是施工过分困难;10.简述构造柱.圈梁的作用答:构造柱、圈梁作用一般为:加强纵墙间的连接,提高砌体的抗剪承载能力,明显约束墙体开裂,限制出现裂缝;构造柱与圈梁的共同工作,可以把砖砌体分割包围,当砌体开裂时能迫使裂缝在所包围的范围之内,而不至于进一步扩展;砌体虽然出现裂缝,但能限制它的错位,使其维持承载能力并能抵消振动能量而不易较早倒塌;砌体结构作为垂直承载构件,地震时最怕出现四散错落倒地,从而使水平楼板和屋盖坠落,而构造柱则可以阻止或延缓倒塌时间、以减少损失;构造柱与圈梁连接又可以起到类似框架结构的作用;25、简述框架节点抗震设计的基本原则1节点的承载力不应低于其连接构件的承载力;2多遇地震时节点应在弹性范围内工作;3罕遇地震时节点承载力的降低不得危及竖向荷载的传递;4梁柱纵筋在节点区内应有可靠的锚固;5节点配筋不应使施工过分困难;2、某两层钢筋混凝土框架,集中于楼盖和屋盖处的重力荷载代表值相等kN 120021==G G ,每层层高皆为,框架的自振周期s 028.11=T ;各层的层间刚度相同m /kN 863021=∑=∑D D ;Ⅱ类场地,7度第二组)08.0 s,40.0max ==αg T ,结构的阻尼比为05.0=ζ,试按底部剪力法计算框架的楼层地震剪力,并验算弹性层间位移是否满足要求[]450/1=e θ; 解:1求结构总水平地震作用:2求作用在各质点上的水平地震作用3求层间剪力4验算层间弹性位移450/1512/14000/8.71<==θ 满足450/1735/14000/44.51<==θ 满足3、某三层钢筋混凝土框架,集中于楼盖处的重力荷载代表值分别为kN 100021==G G ,kN 6003=G ,每层层高皆为5.0m,层间侧移刚度均为40MN/m,框架的基本自振周期s 6332.01=T ;Ⅰ类场地,8度第二组,设计基本加速度为0.30g,结构的阻尼比为05.0=ζ,试按底部剪力法计算框架的楼层地震剪力,并验算弹性层间位移是否满足规范要求; 1求结构总水平地震作用:2求作用在各质点上的水平地震作用 3求层间剪力4验算弹性位移满足规范要求。
浅析钢-混凝土组合梁抗弯性能的研究
浅析钢-混凝土组合梁抗弯性能的研究(南华大学城市建设学院湖南衡阳421000)摘要:钢混凝土组合梁的研究和应用近年来发展很快,其兼有钢结构与混凝土结构两者的优点,钢梁与混凝土板界面滑移对组合梁的承载力和抗弯性能有很大影响。
本文系统总结了国内外钢-混凝土组合梁抗弯性能(包括正弯矩作用下和负弯矩作用下)的研究现状,并指出了目前研究存在的问题与不足。
关键词:钢-混凝土组合梁;抗弯性能;正弯矩;负弯矩Analysis the Study of the Flexural Behaviorof Stee-lconcrete Composite BeamsLIU Guosong(College of City Construction University of South China,Hengyang 421000 China)Abstract Composite steel-concrete beams were developed very fast in the recent years, which has advantages both of steel and concrete. The interfacial slip of composite steel-concrete beams have some influence on the capacity and bending property. A systematic study and analysis are made of the flexural behavior of stee-l concrete composite beams in the paper, including that under the sagging moment and that under the hogging moment, with problems and shortcomings exist ing in the present research pointed out.Keywords steel-concrete composite beam; flexural behavior; sagging moment; hogging moment0 引言钢-混凝土组合梁(以下简称组合梁)是在钢结构和混凝土结构基础上发展起来的一种新型梁,通常其肋部采用钢梁,翼板采用混凝土板,两者间用抗剪连接件或开孔钢板连成整体。
_钢结构设计规范_GB50017_2002_钢_混凝土组合梁修订内容介绍
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# $ % 计算组合梁挠 续组合梁负弯矩区的设计计算方法; 度的折减刚度法; # ! % 部分抗剪连接组合梁的设计方 # & % 压型钢板组合梁的设计计算及构造特点; #"%引 法; 入了混凝土叠合板组合梁的设计。 其中,混凝土叠合板组合梁是将预制钢筋混凝土 板支承在工厂制作的焊有栓钉剪力连接件的钢梁上, 然后在预制板上浇筑混凝土。当现浇混凝土达到一定 强度时, 栓钉连接件使槽口混凝土、 现浇层及预制板与 钢梁连成整体共同工作。预制板既作为底模承受现浇 混凝土自重和施工荷载,又作为楼面板或桥面板的一 部分承受竖向荷载,同时还作为组合梁翼缘的一部分 参与组合梁的受力。这种形式的组合梁构造简单,施 工方便,用简单的施工工艺即可获得 良好的结构性能,并已在我国的许多 建筑结构和桥梁工程中得到了成功的 应用。 另外,新规范对旧规范内容进行 修订和调整的内容主要有: # ’ % 放宽了栓钉抗剪连接件的承 载力限值; # $ % 取消了钢材的塑性折减系数; # ! % 取消了对槽钢连接件肢尖方 向的限制要求。 以下就新规范对钢 ( 混凝土组合梁的主要修订和 补充内容及其相关依据进行说明。
钢-混组合梁承载力计算原理
钢-混组合梁承载力计算原理
钢-混组合梁是由钢和混凝土组合而成的一种梁,通常用于大跨
度建筑或桥梁等工程中。
其承载力计算原理涉及到结构力学和材料
力学等多个方面。
首先,钢-混组合梁的承载力计算原理涉及到梁的受力分析。
在
计算承载力时需要考虑梁的受力情况,包括弯矩、剪力、轴力等。
钢-混组合梁由钢和混凝土组合而成,因此在计算承载力时需要考虑
两种材料的受力情况,以及它们之间的相互作用。
其次,钢-混组合梁的承载力计算原理还涉及到材料的力学性能。
钢材和混凝土材料在受力时具有不同的特性,包括弹性模量、屈服
强度、抗拉强度等。
在计算承载力时需要结合这些材料的力学性能
参数,进行受力分析和计算。
另外,钢-混组合梁的承载力计算原理还包括了设计规范和标准
的要求。
不同的国家和地区都有针对钢-混组合梁设计的相关规范和
标准,这些规范和标准包括了对梁的受力分析、材料力学性能要求、构件尺寸和配筋要求等方面的规定。
在计算承载力时需要符合相应
的设计规范和标准的要求。
综上所述,钢-混组合梁的承载力计算原理涉及到梁的受力分析、材料力学性能以及设计规范和标准的要求。
通过综合考虑这些方面
的因素,可以对钢-混组合梁的承载力进行准确的计算和评估。
钢-混凝土组合桥梁的受力性能分析
安徽建筑中图分类号:TU398+.9文献标识码:A文章编号:1007-7359(2023)11-0163-03DOI:10.16330/ki.1007-7359.2023.11.0590引言近年来,钢-混组合梁在目前桥梁建设中的应用逐渐增加,其结构形式主要是通过抗剪构建将混凝土桥面板和下部的钢主梁连接起来,使混凝土和钢共同受力的结构形式[1]。
这种组合结构梁的形式,充分发挥了各种材料自身的优良性能,在结构抗拉和抗压方面具有更优良的性能。
在《钢-混组合桥梁设计规范》(GB 50917-2013)[2]应用之后,对于钢混组合梁桥结构形式的研究逐渐变多,不少学者对钢-混组合梁桥的受力性能以及施工形式进行了研究。
陈朝慰[3]针对钢-混组合桥梁结构的新型连接构件进行了受力分析,采用有限元分析了新型连接构建在施工和运营阶段的受力和变形情况;王建超等[4]开展了钢-混凝土组合梁桥的受力可靠度分析,主要采用最大熵函数构造的凝聚函数对抗弯、纵向抗剪和竖向抗剪承载力进行了可靠度分析;常英飞[5]对钢-混组合梁桥的新技术进行了阐述和总结,并提出未来组合桥梁发展的新思路;陈宝春等[6]对我国钢-混凝土组合梁桥的研究进展和工程应用进行了系统归纳总结,介绍了传统的组合梁桥以及近年提出的新型组合梁桥结构形式,并对其工程应用进行了总结;王岭军[7]采用有限元分析法,首先建立钢-混组合梁斜拉桥模型,再次分析了不同施工阶段下桥梁结构的受力特性,获得桥梁整体失稳状态,最后根据分析得出相应的结论;李德等[8]对新型钢-混组合桁架梁铁路桥的力学特征进行了研究分析,研究结果表明,桥梁的自振特性分析结果满足规范要求;王元清等[9]采用ANSYS 有限元分析了曲线钢-混组合梁桥的跨度与整体刚度及跨高比之间的关系;蒋丽忠等[10]针对钢-混组合梁桥的动力响应和安全指标进行了试验研究,研究结果显示各项指标均满足规范要求。
由上述可知,对于钢-混组合梁结构的研究已经较为成熟,本文在上述研究的基础上,以主河槽桥为依托,开展了平原区钢-混凝土组合梁桥的受力性能分析,主要研究静载和汽车荷载作用下组合梁的位移和变形情况,为平原区钢-混组合梁桥的设计提供参考。
钢-混凝土组合结构(考试终结打印稿-单选、填空、简答)
钢-混凝土组合结构(考试终结打印稿-单选、填空、简答)钢混单选、填空、简答单选题:1. 采用栓钉作为组合梁的剪力连接件时(商品混凝土板相对较弱时,极限承载力随栓钉直径的增大和砼强度等级的提高而增大)。
2. 钢骨商品混凝土梁中,剪跨比对梁斜截面抗剪的影响是(剪跨比减少,梁的抗剪强度增加)。
3. 钢管商品混凝土偏压柱小偏心受压破坏时的现象描述正确的是(受拉钢筋没有屈服)。
4. 钢梁屈服时,组合梁的裂缝宽度计算应按(弹性)理论计算。
5. 含钢率增加时,钢管商品混凝土受压构件的承载力(增加)。
6. 商品混凝土的轴心抗压强度fc,立方体抗压强度fcu 和抗拉强度ft三者之间的大小关系是( fcu>fc> ft )。
7. 双向受压时,商品混凝土一个方向的抗压强度随另一个方向压力的增加而(增大)。
8. 推出试验的结果一般要(低于)梁式试验的结果9. 我国现行规范中计算组合梁的弹性挠度时所采用为刚度折减法,其对刚度的折减是考虑了(滑移)对梁挠度的增大效应来进行折减的。
10. 一般情况下,随着剪跨比的增加,梁的抗剪强度(降低)。
11. 组合梁的截面抗弯刚度沿着梁的跨度方向是(变化的)。
12. 组合梁剪力连接设计的临界截面不正确的是(所有集中荷载作用下的截面)。
填空题:1. 按抗剪连接程度的高低组合梁可以分为完全剪力连接组合梁和部分连接剪力组合梁。
2. 按抗剪连接程度的高低组合梁可以分为完全抗剪连接组合梁和部分抗剪连接组合梁。
3. 按照是否对组合梁施加预应力,组合梁可以分为预应力组合梁和非预应力组合梁。
4. 当钢梁的腹板和下翼缘宽厚比较大时,组合截面在达到塑性抵抗弯矩之前,可能导致钢梁局部屈曲破坏,因此。
这种梁必须进行弹性分析。
5. 当剪力连接程度不过低时,组合粱的受弯破坏主要有三种形态,弯曲破坏,弯剪破坏和纵向剪切破坏。
6. 对连续组合梁的计算可进行简化,可用塑性理论为基础采用承载力极限状态设计方法,截面特性计算简单,对静载荷和活载荷处理,不需考虑承载力极限状态下的商品混凝土徐变效应和施工方法。
钢(梁)—砼(桥面板)组合梁桥力学性能研究分析
钢(梁)—砼(桥面板)组合梁桥力学性能研究分析钢(梁)—砼(桥面板)组合梁桥力学性能研究分析一、引言钢(梁)—砼(桥面板)组合梁桥是一种常见的桥梁结构形式,由钢梁和砼桥面板组合而成。
该结构形式具有较好的结构性能,广泛应用于公路、铁路等交通运输领域。
本文旨在通过对钢(梁)—砼(桥面板)组合梁桥力学性能的研究分析,深入了解该结构的力学特性,为设计和施工提供科学依据。
二、组合梁桥的力学特性钢(梁)—砼(桥面板)组合梁桥具有如下的力学特性:1. 抗弯性能优越:钢梁作为主要承载结构,具有较高的强度和刚度,能够有效承担桥梁的荷载,并提供较大的抗弯强度。
而砼桥面板则能够增加梁的刚性,提高抗弯性能。
2. 轻量化结构:由于钢材密度较小,采用钢梁作为主梁能够降低桥梁自重,减小对基础的要求。
同时,砼桥面板可以考虑采用空心板等轻质材料,进一步降低桥梁的自重,提高桥梁的承载能力。
3. 界面传力良好:钢梁与砼桥面板通过可靠的连接方式相连接。
界面传力良好,能够有效传递荷载,保证桥梁整体性能。
4. 抗震性能优良:钢梁具有良好的抗震性能,能够在地震等极端加载条件下保持较好的稳定性。
而砼桥面板能够增加钢梁的抗震性能,提高桥梁的整体稳定性。
三、组合梁桥力学性能的研究方法针对钢(梁)—砼(桥面板)组合梁桥的力学性能进行研究时,可以采用如下方法:1. 数值模拟方法:通过建立组合梁桥的三维有限元模型,采用数值模拟方法分析其受力情况。
可以通过改变不同参数来模拟不同工况下的受力效应,进而评估桥梁的承载能力和变形情况。
2. 实验测试方法:通过在实验室或野外进行模型或原型试验,通过加载仪器对组合梁桥进行加荷,记录并分析其受力状况,并通过测量得到的数据进行参数分析与计算,对不同工况下的力学性能进行评估。
3. 统计分析方法:通过采集不同组合梁桥实际使用的运行数据,通过统计、分析和比较,评估不同组合梁桥在实际工程中的应用效果,总结其优缺点,并进行改进和优化。
钢-RPC组合梁栓钉连接件抗剪承载力试验研究
钢-RPC组合梁栓钉连接件抗剪承载力试验研究王卫锋;陈智杰;郑小红;熊勇【摘要】钢-活性粉末混凝土(RPC)组合梁是一种新型组合结构,界面栓钉连接件的抗剪承载力是组合梁结合部强度最重要的指标.采用推出试验,研究了混凝土强度、栓钉直径、栓钉长度对栓钉连接件抗剪承载力的影响规律.结果表明,对于相同的栓钉尺寸,钢-RPC(C150)栓钉抗剪承载力明显高于钢-普通混凝土(C50),二者比值约为1.3.前者发生栓钉的剪切破坏,后者发生的是混凝土的压碎破坏形式.钢-RPC栓钉抗剪承载力与栓钉直径平方成正比,但与栓钉长度变化关系不大.基于试验结果,本文提出了考虑混凝土强度影响的钢-RPC栓钉抗剪承载力的计算公式,为钢-RPC组合梁设计提供依据.【期刊名称】《广东土木与建筑》【年(卷),期】2018(025)011【总页数】4页(P47-50)【关键词】钢-RPC组合梁;栓钉;抗剪承载力;推出试验【作者】王卫锋;陈智杰;郑小红;熊勇【作者单位】华南理工大学土木与交通学院广州510640;华南理工大学土木与交通学院广州510640;华南理工大学土木与交通学院广州510640;广州市市政工程设计研究总院有限公司广州510060【正文语种】中文【中图分类】U443.350 引言栓钉连接件的抗剪承载力是组合梁设计计算时的重要指标,通常通过推出试验来进行研究。
Smith A.L[1]、Hajjar[2]等,分别通过推出试验研究栓钉的承载力,试验结果与规范公式存在一定误差。
聂建国[3-5]结合试验结果,对规范给定的栓钉承载力公式提出修改意见;罗子文[6]等通过单调加载试验,拟合出栓钉剪切承载力计算经验公式,计算值和试验值的相对误差在±5%之内。
我国现行《钢结构设计规范:GB50017-2003》[7]给出了钢-混凝土组合梁的栓钉剪力件承载能力计算公式,该计算公式是针对普通混凝土,且栓钉长径比L/d≥4的情况。
近年来,活性粉末混凝(RPC),由于具有高强度、高韧性、高断裂能以及耐久性强等优点,逐渐被应用在组合梁的施工中。
钢-混凝土组合结构抗震性能研究综述
钢—混凝土组合结构抗震性能研究综述摘要:通过对钢-混凝土组合框架结构体系的简要介绍以及其抗震性能的研究,提出一些加强钢—混凝土组合结构抗震性能的建议。
关键词:组合结构,框架结构,抗震性能Abstract: By introducing the steel concrete composite frame structural and discussing its behavior of anti-seismic, then giving some advises about improving the behavior of anti-seismic of the steel concrete composite structural.Key words: composite structral , frame structural, anti-seismic0. 引言随着我国经济的快速发展,各种新的结构形式不断涌现。
其中钢-混凝土组合结构越来越受到大家的重视,由于组合结构具有许多突出的优点,高层建筑与大型桥梁等建构筑物在我国各地大量兴建,各种型式组合结构逐渐被广泛应用。
组合结构已经和钢结构、木结构、钢筋混凝土结构、砌体结构并称五大结构。
组合结构主要包括压型钢板与混凝土组合板、组合梁、型钢混凝土结构、钢管混凝土结构等。
在国外,钢—混凝土组合结构最初大量应用于土木工程旨在二次世界大战结束后,当时的欧洲急需恢复战争破坏的房屋和桥梁,工程师们采用了大量的钢—混凝土组合结构,加快了重建的速度,完成了大量的道路桥梁和房屋的重建工程。
1968 年日本十胜冲地震以后,发现采用钢—混凝土组合结构修建的房屋,其抗震性能良好,于是钢—混凝土组合结构在日本的高层与超高层中得到迅速发展。
60 年代以后世界上许多国家(包括英、美、日、苏、法、德)根据本国的试验研究成果及施工技术条件制定了相应的设计与施工技术规范。
1971年成立了由欧洲国际混凝土委员会(CES、欧洲钢结构协会(ECCS、国际预应力联合会(FIP)和国际桥梁及结构工程协会(IABSE组成的组合结构委员会,多次组织了国际性的组合结构学术讨论会,并于1981 年正式颁布了《组合结构》规范。
混凝土的抗震性能与抗震设计
混凝土的抗震性能与抗震设计混凝土是一种以水泥、骨料和掺合料为主要原料,经过搅拌、浇筑、固化而成的人工石材。
由于其具有优良的抗压、耐久和耐候性能,混凝土被广泛应用于建筑工程中。
然而,在地震频发的地区,混凝土的抗震性能显得尤为重要。
本文将探讨混凝土的抗震性能以及抗震设计相关内容。
一、混凝土的抗震性能混凝土具备较好的抗震性能,主要得益于以下两个方面:1.抗压性能:混凝土具有出色的抗压能力。
由于其成分中的水泥凝结后会形成坚硬的物理结构,因此在受到压力时很难发生破坏。
这使得混凝土能够承受建筑物在地震中产生的压力和重力荷载。
2.延性:混凝土具备良好的延性能力。
当建筑物受到地震冲击时,混凝土会发生一定程度的弯曲和变形,从而吸收了地震能量的释放。
与之相比,脆性材料如砖块和玻璃往往不能承受地震引起的大幅度位移,容易发生破裂。
二、混凝土的抗震设计混凝土的抗震设计是在建筑物的设计和施工阶段中,为了提高其抗震性能而采取的一系列措施。
以下是一些常见的混凝土抗震设计措施:1.结构形式的选择:根据建筑物的用途、地区地震情况以及预算等因素,选择合适的结构形式。
常见的混凝土结构形式包括框架结构、剪力墙结构和框架-剪力墙组合结构等。
2.强度设计:混凝土强度设计是根据地震力的大小和频率来确定混凝土的抗震能力。
通过合理选择混凝土的配比和强度等级,以确保建筑物在地震中能够承受住地震力的作用。
3.加固措施:对于老旧建筑物或者抗震性能较差的混凝土结构,可以采取加固措施来提高其抗震能力。
常见的加固方法包括增加钢筋混凝土柱、梁和板的截面尺寸,增设剪力墙等。
4.连接和节点设计:在混凝土结构中,连接和节点是最容易发生破坏的部位。
因此,在设计和施工中要注意加强连接和节点的构造,以提高其抗震性能。
5.质量控制:混凝土的抗震性能还与其质量有关。
在混凝土的配制和施工过程中,要严格控制原材料的质量,并确保施工过程符合相关标准和规范。
三、混凝土抗震设计的挑战与未来发展趋势在进行混凝土抗震设计时,还存在一些挑战和问题需要解决。
抗剪连接程度对组合梁受力性能影响
关键词:钢‒混凝土组合梁;抗剪连接程度;参数分析;试验
研究;承载力;界面滑移
中图分类号:U443. 35
文献标志码:A
Effect of Shear Connection Degree on Mechanical Behavior of Composite Beams
HUANG Qiao1,ZHENG Xing1,LI Wenxian2
1 建立有限元模型
1. 1 几何模型 运用大型通用有限元软件 ABAQUS,建立 4 个不
同焊钉间距的钢‒混凝土简支组合梁的有限元模型,分 别编号为SCB-1 至SBC-4。简支梁计算跨径为3. 0 m, 在建模时考虑到模型受力的对称性,为减小计算耗时, 仅建立二分之一模型,并相应在跨中处设置对称边界 约束。工字形钢梁的上翼缘板宽度为120 mm,下翼缘 板宽度为 160 mm,腹板高度为 150 mm。翼板和腹板 厚度均为10 mm。混凝土翼缘板断面尺寸为宽300 mm、 高 80 mm。按照构造要求,在混凝土板中共设置 6 根 Φ6 纵向钢筋和间距 200 mm 的 Φ6 箍筋。 组合梁的立 面构造图及横断面图如图 1 所示。
图 1 组合梁构造图(单位:mm) Fig. 1 General layout of composite beams (unit: mm)
抗剪连接程度 η 是本文中主要研究的对比参 数。模型中采用双排布置的 Φ13×60 焊钉,横向间 距为 60 mm。模型 SCB-1 为完全抗剪连接(η=1),
SCB-2 和 SCB-3 设计为部分抗剪连接(η<1),SCB4 则布置数量多于 SCB-1 的焊钉(η>1)。4 个模型 的焊钉布置情况见表 1。
中的上方设置一个参考点,并对其施加竖直向下的位 移。通过将参考点与混凝土顶面的一块区域进行耦合, 使参考点的位移刚性地传递至混凝土顶面。
钢—混凝土组合梁全过程受力剪力滞效应分析
钢—混凝土组合梁全过程受力剪力滞效应分析钢-混凝土组合梁充分利用了钢材和混凝土两种材料,具备出色的力学性能,在工程中应用很广。
钢-混凝土组合梁在承受荷载时会产生剪力滞效应,造成混凝土板的纵向正应力在板的横截面上分布不均匀。
若忽略剪力滞的影响,则高估了结构的实际性能,极易出现工程上的安全问题。
经过一定数量的工程实例分析发现,剪力滞已经成为设计者在进行初步设计时必须着重考虑的因素。
由于在实际工程中,对剪力滞效应的考虑主要是通过混凝土的有效宽度来实现,因此有必要对剪力滞效应进行更多的研究。
为了更准确地分析剪力滞系数对钢-混凝土组合梁结构的影响,在考虑材料非线性行为的基础上分两个阶段进行结构静力分析。
第一个阶段,对组合梁结构进行弹性阶段的单元模型开发。
基于组合梁理论的推导过程,利用Matlab软件编写组合梁单元模型的命令。
通过对比,验证弹性阶段模型开发的适用性和准确性。
第二个阶段,引入面向对象的有限元程序OpenSees,并利用此程序开发组合梁结构弹塑性阶段的有限单元模型。
在单元模型建立阶段,利用C++语言编写了新的栓钉本构关系并处理成动态链接库(.dll)文件,以提高模型的模拟精度。
利用Tcl语言编写双层纤维梁单元模型和“壳-梁”单元模型。
通过对比,验证弹塑性阶段模型开发的合理性和适用性。
分别分析宽跨比、剪力件连接程度、荷载类型和混凝土板开裂对剪力滞效应的影响,得到下面的结论:(1)随着宽跨比的增大,剪力滞系数也增大。
同时,随着宽跨比的增大,剪力滞系数的增长幅度逐渐减小,这说明宽跨比对剪力滞的影响越来越小。
(2)集中荷载作用下的剪力滞效应比均布荷载作用下明显。
集中荷载作用下的最大剪力滞系数出现在作用点处,距离荷载作用点越近,剪力滞效应越强。
而均布荷载作用下的最大值则出现在支座附近,越靠近支座,剪力滞系数越大。
在集中荷载作用位置的一定范围内,剪力滞系数会有一个突变。
而均布荷载作用下剪力滞系数沿跨径变化比较均匀,不会出现突变的现象。
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图 1 组合梁截面及栓钉示意图
图 2 连续梁栓钉分段布置示意图
为 C40 普通混凝土 ,每根梁的试验参数见表 1 。图 2 和
表 1 中 m1 , m2 和 m3 表示每跨不同弯矩区段的长度 ,
剪力连接度系数 η和综合力比 Rp 定义为 :
η = nrΠnf
(1)
Rp = Ar f ryΠAs f sy
至屈服位移 Δ(正向加载至钢梁下翼缘屈服 ,反向加载
至纵向钢筋屈服) ,分两级卸
载至 零 ; 屈 服 后 按 2Δ, 3Δ,
4Δ,5Δ ……, 直 至 组 合 梁 破
坏 ,钢2混凝土组合梁加载制
度见图 4 (f) 。组合梁的试验
照片见图 3 。 2 组合梁破坏形态
图
3
组合梁试验照片
低周反复荷载作用下 ,钢2混凝土组合梁的破坏形
图 6 低周反复荷载作用下组合梁的耗能
第 38 卷 第 3 期
建 筑 结 构
2008 年 3 月
剪力连接度对钢2混凝土组合梁抗震性能的影响 3
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
蒋丽忠 余志武 曹 华 刘仲武
(中南大学铁道校区土木建筑学院 长沙 410075)
[提要 ] 报道了 9 根不同剪力连接度钢2混凝土组合梁 (5 根简支组合梁 ,4 根连续梁) 的低周竖向反复荷载部 分试验研究结果 。对钢2混凝土组合梁的破坏形态 、滞回规律 、耗能能力 、刚度退化规律等抗震性能进行了深入 的分析 ,重点探讨了不同剪力连接度对钢2混凝土组合梁抗震性能的影响 。 [ 关键词 ] 钢2混凝土组合梁 抗震性能 剪力连接度 试验研究
向裂缝 ,这是由于向上加载时 ,混凝土板受拉引起的 。
简支 组 合 梁 SCB21 , SCB22 的 跨 中 和 连 续 组 合 梁
CCB23 的负弯矩区主要表现为纵向剪切破坏 ,属于 c 类
破坏 。这三根梁为超完全剪力连接 ,且栓钉间距较小 ,
栓钉之间的混凝土受到很大的拉应力 ,混凝土板较早 出现纵向裂缝 ,在反复荷载作用下 ,加之反向加载引起 的横向负弯矩 ,使混凝土板的纵向裂缝不断发展 ,最终 导致组合梁纵向剪切破坏 。 3 组合梁的滞回特性
明显地向位移轴倾斜 ,滞回环变得更加丰满 ,滞回曲线 的形状仍呈梭形 。试件的位移不断增加 ,而承载力却 不断地降低 ,直至组合梁最终破坏 ,破坏荷载 Pf 取为 极限荷载 Pu 的 85 % ,这一阶段可称为承载力下降的 塑性阶段 。此阶段滑移继续增大 ,钢梁和混凝土板的 交界面局部出现错位的现象 。
第三阶段 :荷载达到极限荷载 Pu 之后 ,钢梁的屈 服部分不断增加 ,钢筋的屈服应变也越来越大 ,试件的 加载刚度和卸载刚度进一步降低 ,滞回曲线开始逐渐
图 4 简支组合梁低周反复荷载作用下的滞回曲线
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态可归为三类 :a) 压弯破坏 ,以跨中混凝土翼缘板压碎
为特征 ,仅在荷载下降之后剪跨区域才出现细小纵向
劈裂裂缝 ;b) 弯剪破坏 ,主要以跨中混凝土翼缘板压碎
和剪跨区域钢筋混凝土板纵向剪切开裂为特征 ;c) 纵
向剪切破坏 ,主要以混凝土板纵向剪切破坏为标志 。
简支组合梁 SCB25 跨中和连续组合梁 CCB24 负弯
第二阶段 :当荷载| P| > Pcr ,即试件开裂后 ,滞回 曲线中正向加载的荷载和位移之间仍将有一段近似直 线的增长 ,直至钢梁下翼缘开始屈服 ,骨架曲线上出现 弹性极限点 ,其后的滞回环呈曲线形 。在竖向荷载达 到极限荷载前 ,随着荷载的增大 ,位移增大的速度大于 荷载增长的速度 , 滞回曲线明显弯曲 , 滞回环渐趋丰 满 ,面积逐渐增大 ,试件的加载刚度与卸载刚度逐步降 低 ,呈现出较明显的弹塑性性质 ,滞回曲线呈梭形 。这 一阶段可称为弹塑性阶段 。此阶段滑移明显增大 。
(2)
其中 , nf 为完全剪力连接设计需要的剪力连接件数
量 , nr 为实际配置的剪力连接件数量 , Ar 及 As 分别为
混凝土板内纵向普通钢筋的截面积和钢梁的截面积 ,
作 者 简 介 : 蒋 丽 忠 ( 19712) , 湖 南 衡 山 县 人 , 教 授 , 博 导 , E2mail : lzhjiang @mail . csu. edu. cn 。
栓钉数量 <16 62 54 36 28 44 70 70 70 70 <22 — — — — — 12 16 26 20
综合力比 Rp 1. 0 1. 0 1. 0 1. 0 1. 0 1. 0 1. 0 1. 0 1. 0 纵筋数量 ⊥○20 12 12 12 12 12 12 12 12 12
Effect of Shear Connection Degree on Seismic Resistant Performance of Steel2concrete Composite BeamsΠAuthors : Jiang Lizhong ,Yu Zhiwu ,Cao Hua ,Liu Zhongwu(Civil Arch. Eng. College ,Central South Universty ,Changsha 410075 ,China) Abstract :The test results of seismic resistant performance of steel2concrete composite beams under cyclic points concentrated loads are introduced including five single2span steel2concrete composite beams and four two2span steel2concrete composite continuous beams (5 SCB and 4 CCB) . It deeply analyzes the difference of the failure mode ,load and deformation curve , ductility ,the degradation of strength and rigidity ,deformation2rehabilitation capacity etc. The effect of shear connection degree is researched on the seismic resistant performance of steel2concrete composite beams. Keywords :steel2concrete composite beam ; seismic resistant performance ; shear connection degree ; experimental research
3 国家自然科学基金资助项目 (50208018) 。
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组合梁试验参数
表1
试件编号 SCB21 SCB22 SCB23 SCB24 SCB25 CCB21 CCB22 CCB23 CCB24
nr η+ 1. 41 1. 23 0. 82 0. 64 1. 00 1. 00 1. 00 1. 00 1. 00
nf η-
0. 60 0. 80 1. 30 1. 00
栓钉间距 m1
90 90 90 90
(mm) m2 65 75 110 140 90 70 70 70 70
m3
180 135 85 110
图 5 连续组合梁低周反复荷载作用下的滞回曲线
组合梁的滞回环一直保持比较丰满 ,与钢筋混凝 土梁的滞回曲线相比 ,没有明显的捏拢现象 。但与钢 梁的滞回曲线相比 ,组合梁的滞回环丰满度稍差 ,接近 于梭形 。曲线中加载刚度和卸载刚度随循环次数的增 加逐渐降低 ,卸载刚度基本呈直线 , 剪力连接程度越 高 ,组合梁的极限承载力越高 ,根据文[ 11 ] 的单调荷载 试验与理论分析结果 ,结合文中低周反复荷载试验结 果 ,钢2混凝土组合梁的合理连接度取值为 016~110 。 4 组合梁的耗能性能
对钢2混凝土组合梁的抗震性能进行深入的试验 及理论研究 ,对于进一步提高我国组合结构的研究水 平 ,完善我国组合结构设计与施工规程 , 填补国内空 白 ,扩大和加速钢2混凝土组合结构的应用 ,具有重大 的理论意义和实用价值 。 1 试验概况
试验共设计了 9 根不同剪力连接度简支组合梁 (SCB21~5) 和连续组合梁 ( CCB21~4) ,试件的截面及 配筋如图 1 所示 ,简支梁跨度为 319m ,连续梁跨度为 718m。钢筋采用新 Ⅱ级钢筋 ,栓钉采用 16 锰钢 ,混凝土
裂缝 ,属于 b 类弯剪破坏 。这四根梁为部分剪力连接 ,
栓钉间距较大 ,因而栓钉之间的混凝土受的拉应力相
对较小 ,纵向裂缝出现较晚 ,因此 ,纵向裂缝发展到一
定程度的时候 ,组合梁跨中混凝土局部被压碎 。组合
梁发生破坏时 ,钢梁均已失稳 ,钢梁下翼缘和腹板均已
经屈曲 ,且混凝土板在梁跨中区域出现若干平行的横
低周反复荷载作用下的 5 根简支组合梁和 4 根连 续组合梁的耗能情况如图 6 所示 。
(1) 图中 ,加载初期当组合梁处于弹性阶段时 ,构 件在向上 、向下两个方向的耗能极小 ,当混凝土板开裂 后 ,构件在两个方向的耗能随位移的增长速率变大 ,即 耗能能力增大 ,之后 ,随着位移的增大 ,构件的耗能能 力不断提高 ,进入弹塑性阶段后 ,由于损伤累积 ,荷载 增长缓慢甚至出现下降 ,但构件的耗能能力仍有微小 的增加 ,临近破坏时 ,构件的耗能能力有所下降 。