外包钢_混凝土组合梁正截面受弯承载力试验(精)
钢筋混凝土梁正截面受弯性能实验报告
钢筋混凝土梁正截面受弯性能实验报告一、实验记录结果表应变与挠度记录表测点荷载钢筋应变混凝土应变με挠度mm荷载级数荷载值1 2 1 2 3 4 1 2 3 4 5 KN με预载0 -1 1 0 1 0 0 0.0030000.003 4 13 13 21 6 -3 -12 0.0030.1770.007-0.230.017 8 41 41 64 19 -8 -32 -0.060.3630.007-0.06012 98 83 141 46 -10 -59 -0.1530.5570.0070.10.017标准加载14 129 107 190 65 -9 -72 -0.1970.680.0070.20.013 16 162 130 224 89 -5 -83 -0.2370.80.0070.310.023 18 195 156 289 116 -3 -98 -0.2530.920.0070.4270.023 20 232 183 351 144 2 -112 -0.273 1.040.0130.5270.023 22 270 214 417 179 9 -127 -0.283 1.1630.0130.7670.017 24 311 245 497 224 19 -147 -0.31 1.30.090.7870.02 26 349 275 570 263 30 -155 -0.333 1.4370.2170.9730.023 28 386 305 643 300 37 -169 -0.36 1.5570.34 1.0270.017 32 450 368 769 361 51 -198 -0.38 1.820.583 1.270.017 34 487 401 838 395 56 -215 -0.37 1.940.727 1.407-0.007破坏加载38 552 475 964 459 68 -245 -0.38 2.217 1.043 1.68-0.013 42 618 540 1078 524 80 -275 -0.383 2.547 1.327 1.937-0.01 46 685 584 1208 610 96 -306 -0.38 2.783 1.637 2.237-0.007 50 750 655 1386 687 115 -335 -0.38 3.393 1.943 2.543-0.007 54 817 714 1510 776 139 -367 -0.38 3.403 2.273 2.88058 886 783 1645 853 153 -405 -0.38 4.2 2.74 3.413-0.00362 949 864 1781 928 164 -439 -0.39 4.757 3.42 3.973-0.003 66 1011 914 1895 991 172 -475 -0.3979.373 3.913 4.503-0.00370 1180 2487 2113 1133 273 -500 -0.4037.057 4.51 5.230.003二、实验现象描述及裂缝分布图如图，随着荷载的逐渐增大，梁逐渐出现裂缝并变大，且裂缝成斜向分布。
钢筋混凝土受弯构件正截面承载力实验指导书
钢筋混凝土受弯构件正截面承载力实验指导书钢筋混凝土受弯构件正截面承载力实验指导书1、试验目的通过少筋梁、适筋梁和超筋梁的试验，加深对受弯构件正截面三个工作阶段和两种破坏形态(塑性、脆性)的认识，并验证正截面强度计算公式。
2、试验内容和要求观察试件在纯弯区段的裂缝出现和展开过程，并记下抗裂荷载P00cr(Mcr) 量测试件在各级荷载下的跨中挠度值。
绘制梁跨中挠度的M—f图。
量测试件在纯弯区段沿截面高度的平均应变，绘制沿梁高度的应变分布图形。
观察和描绘试件破坏情况和特征，记下破坏荷载P0cr(M0cr)。
验证理论公式，并对试验值和理论值进行比较。
3、试件和试验方法试件试验梁为单筋矩形截面梁，混凝土强度等级为C20，试件尺寸和配筋指导教师指导，学生经设计计算确定。
主筋净保护层25mm。
试验设备 A千斤顶或压力机。
B百分表。
C手持式应变仪。
试验方法这次试验分少筋梁、适筋梁和超筋梁三组进行，每班分三个小组，每组十人左右。
试验梁在静力试验台和试验机上进行试验，加荷采用下面方法：A 用千斤顶和反力架进行二点加荷，或在压力机上用分配梁二点加荷直接读数。
B 用百分表测读挠度。
C 用手持式应变仪沿截面高度的平均应变。
仪表布置在实验教师指导下进行。
试验步骤A 在未加荷载前用百分表及手持式应变仪读初读数，用放大镜检查有无初始干缩裂缝。
B 加第一级荷载后读手持式应变仪，以量测梁未开裂时，沿梁截面高度的平均应变值。
C估计试验梁的抗裂荷载，在梁开裂前分三级加荷，如仍未开裂，再少加些，直至裂缝出现，记下荷载值P0cr(M0cr)。
每次加荷后，持荷五分钟后读百分表，以量测试件支座和跨中位移值。
百D 试验梁出现裂缝后至使用荷载之间分二次加荷，每次加荷五分钟后读百分表，至使用荷载时读应变仪，使用读数放大镜读取最大裂缝宽度。
E 使用荷载理论值Mu之间分三次加荷。
百分表每次都读，至第二次加荷后读应变仪，读后拆除百分表。
如第三次加荷后仍不破坏，再酌量加荷直至破坏。
钢筋混凝土梁受弯构件 正截面承载力实验
有技术、技术秘密、软件、算法及各种新的产品、工程、技术、系统的应用示范等。
第三条本办法所称科技成果转化，是指为提高生产力水平而对科学研究与技术开发所产生的具有实用价值的科技成果所进行的后续试验、开发、应用、推广直至形成新技术、新工艺、新材料、新产品，发展新产业等活动。
第四条科技成果转化应遵守国家法律法规，尊重市场规律，遵循自愿、互利、公平、诚实信用的厚则，依照合同的约定，享受利益，承担风险，不得侵害学校合法权益。
第二章组织与实施第五条学校对科技成果转化实行统一管理。
合同的签订必须是学校或具有独立法人资格的校内研究机构，否则科技成果转化合同的签订均是侵权行为，由行为人承担相应的法律责任。
第六条各学院应高度重视和积极推动科技成果转化工作，并在领导班子中明确分管本单位科技成果转化工作的负责人。
第七条学校科学技术处是学校科技成果转化的归口管理部门，是科技成果的申报登记和认定的管理机构，负责确认成果的权属并报批科技成果转化合同。
第八条学校科技成果可以采用下列方式进行转化：（一）自行投资实施转化；（二）向他人转让；（三）有偿许可他人使用；（四）以该科技成果作为合作条件，与他人共同实施转化；（五）以该科技成果作价投资，折算股份或者出资比例；（六）其它协商确定的方式。
第九条不论以何种方式实施科技成果转化，都应依法签订合同，明确各方享有的权益和各自承担的责任，并在合同中约定在科技成果转化过程中产生的后续改进技术成果的权属。
第十条对重大科研项目所形成的成果，或拟转让的、作价入股企业的、金额达到100万元的科技成果，应先到科学技术处申请、登记备案，并报请学校校长办公会审核、批准、公示后才能进行。
第十一条科技成果转让的定价主要采取协议定价方式，实行协议定价的，学校对科技成果名称、简介、拟交易价格等内容进行公示，公示期15天。
第十二条对于公示期间实名提出的异议，学校科学技术处组织不少于3人的行业专家进行论证，并将论证结果反馈至科技成果完成人和异议提出者，如任何一方仍有异议，则应提交第三方评估机构进行评估，并以评估结论为准。
钢-混凝土组合梁的抗弯承载力分析
使用 阶段主要 对组合 梁进 行截 面抗 弯承 载力 分 析计 算 。试 想 引 入一 种 弹 性模 型 ， 即用 弹性 理 论 的基本 假定 ， 限状态设 计思 想 ， 许应 力表 达 极 允 方式来 设 计计 算 ， 以弥 补模 型 建 立 时一 些 假 定 引
起 的较 大误 差 ， 这种模 型为 实用计 算模 型 ， 分 二 并
维普资讯
第 ２ 卷第 ２期 １ ２０ ０ ８年 ４月
常 州 工 学 院 学 报
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ａ ｚ ｕ Ｉ ｓｉ ｅ ｏ ｃ ｎ ｌ ｇ ｏ ｒ ａ ｆＣｈ ｎｇ ｈｏ ｎ ｔｔ ｆＴｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｕｔ
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本原 理 ， 即加快 了工程施 工 进度 ， 又改善 了纯钢 结
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构 的防腐 防火性 能 ， 同时降低 了工 程造价 ， 资 源 且 消耗 、 生态 环境等综 合效 益 明显提 高 。
钢 一 混 凝 土 组合 梁 的抗 弯 承载 力 分 析
赵 风 华
（ 州工 学 院 土 木 工 程 学 院 ， 苏 常 州 ２ ３０ ） 常 江 １０２
摘要 ： 结合 某六层钢 结 构工程 实例 ， 引入 一种 钢一 混 凝 土组 合 梁 的 实用 计 算模 型 ， 出了该 受 提 弯构件 在使 用阶段 正截 面抗 弯承载 力计 算方 法 ， 以试验 为基 础进 行对 比分析 。研 究表 明 ： 并 该组合 梁强屈 比 大 ， 弯承 载 力高 ， 工速度 快 ， 用在 多层 及 小 高层 民用建 筑结构 中有其 独特 的优越 性 。 抗 施 运 关键 词 ： 钢一 混 凝土 组合 梁 ； 弯承 载力 ； 算模 型 抗 计
外包花纹钢-混凝土组合梁弹性受弯性能
外包花纹钢-混凝土组合梁弹性受弯性能陈丽华;陈雷飞;屈创;徐如楠【摘要】A type of pattern steel encased concrete composite beam with profiled steel sheet was proposed ,and in order to study its elastic flexural performance under the influence of slip ,the static load test of six full size steel encased concrete composite beams was carried out .The load‐slip curves and the load‐deflection curves of the specimens were analyzed ,and the development law of deformation for composite beams with differentde‐gree of shear connection was inves tigated .Relevant calculation methods of elastic bearing capacity were estab‐lished according to whether consideration was given to slip effect or not .The test results showed that with the decrease of the shear connection degree , the flexural bearing cap acity and ductility of specimens also de‐creased .When the slip effect was ignored ,the average of the ratio of test value to the theoretical value was 0 .92 which had large error and the calculation results were unsafe .And when the slip effect was taken into consideration ,the average of the ratio of test value to the theoretical value was 1 .02 ,the calculation results were safe and in good agreement with the test results .%文章提出了一种外包花纹钢‐混凝土压型钢板组合梁，为研究其滑移影响下的弹性受弯性能，进行了6根足尺外包钢‐混凝土简支组合梁的静力加载试验。
外包钢_混凝土组合梁正截面受弯承载力试验(精)
第26卷第5期2005年9月江苏大学学报(自然科学版)JournalofJiangsuUniversity(NaturalScienceEdition) Vol.26No.5Sep.2005外包钢-混凝土组合梁正截面受弯承载力试验胡吉,石启印,李爱群112(1.江苏大学理学院,江苏镇江212013;2.东南大学混凝土与预应力混凝土结构教育部重点实验室,江苏南京210096)摘要:针对普通钢-混凝土组合梁存在的跨度不大、混凝土与型钢之间滑移、横向稳定性差等问题,提出一种新型的组合梁———外包钢-混凝土组合梁.为研究其抗剪性能,进行了三根足尺简支梁的试验,通过对构件静载试验结果的分析,认为外包钢-混凝土组合梁比同跨度普通组合梁具有更大跨高比及抗剪能力.基于组合梁弹性理论和简化塑性理论,提出新型组合梁的正截面承载力的建议计算公式,计算值与试验结果吻合良好.根据试验结果,提出适于外包钢-些工程构造措施.关键词:钢-混凝土组合梁;组合抗剪性能;;中图分类号:TU398;TU31711文献标识码:)05-0457-04entngcapacityofnormalcross2sectioninsteel2encasedconcretecompositebeamsHUJi,SHIQi2yin,LIAi2Quntion,SoutheastUniversity,Nanjing,Jiangsu210096,China)112(1.FacultyofScience,Jiangs uUniversity,Zhenjiang,Jiangsu212013,China;2.KeyLabofRCandPCStructureofMinistry ofEduca2Abstract:Aimingatsomeexistedproblemsofcommonsteel2concretebeam,anewtypeofcom positebeam,steel2encasedcompositebeam,isproposed.Tostudyitsanti2shearcapacity,expe rimentshavebeendoneonthreefullsizesimplesupportedsamples.Byanalyzingtheexperimen talresultsunderstaticloaditisfoundthatthiskindofbeamhaslargerspan2heightrateandbettera nti2shearperformance.Basedonthetheoryofcompositeelasticbeamandthesimplifiedplastic theory,atheoreticalformulaisproposedforthebearingcapacityofnormalsectionofthisnewty pebeam,whichprovestobeingoodagreementwiththeexperimentalresults.Accordingtothee xperimentalresults,somesuitableconstruc2tionmeasuresareproposedtofacilitateitsapplicat ioninrealengineering.Keywords:steel2encasedconcretecompositebeam;compositeanti2shearcapacity;bendingc apacity;plastictheory在钢结构和钢筋混凝土结构基础上发展起来的钢-混凝土组合梁,它兼有钢结构的受拉性能较好和混凝土结构的受压性能较好的优点,形成强度高、刚度大、延性好的结构形式,广泛地应用于楼盖体系中.但实践表明,该种形式的组合梁存在以下问题[1]得很大,一般不超过316m;②混凝土与型钢之间的连接没有得到很好的解决,两者之间的滑移和掀起不容忽视;③截面的横向稳定性差,型钢腹板在支座处容易发生失稳.针对钢-混凝土组合梁上述缺点,作者提出外包钢-混凝土组合梁形式.该种结构形式的组合梁:①受压型钢板跨度的影响,梁的跨度不宜做收稿日期:2005-02-28基金项目:江苏省自然科学基金资助项目(BK2004064);江苏省建设厅基金资助项目(JS200321)作者简介:胡吉(1966-),女,上海人,工程师(huji@),主要从事土木工程实验与测试研究.石启印(1964-),男,陕西渭南人,副教授(shiqiyin@),主要从事工程结构抗风抗震研究.458江苏大学学报(自然科学版)第26卷与传统组合梁的区别在于:以较厚钢板做底板,腹板采用较薄的冷弯薄壁型钢,两者通过焊缝连接形成U形截面,然后在U形截面内浇注混凝土,作为T形组合梁的肋部,翼缘为现浇板,钢与混凝土通过可靠的剪力连接件共同工作.这种结构形式的优点在于:钢梁可以在工厂装配,根据需要截面可做成各种形状,如Z型、U型、L型等.填充混凝土及布置的拉结钢筋加强了梁的整体性和稳定性,提高了梁的刚度,对于抵抗板与梁交界面处的纵向剪力起到了一定的作用,在北京银泰中心大楼楼盖体系方案设计中被采用.1试验111试件制作试验共设计外包钢-混凝土足尺简支梁3根,详细情况见表1和图1,材性试验见表2. 表1试件设计参数Tab.1Designedparametersofthesample编号SBD-1SBD-2SBD-3fck/MPa311729172618抗剪措施翼缘栓钉<18@360,底板栓钉<18@350,抗剪钢筋<8@250翼缘栓钉<18@350,底板栓钉<18@440,抗剪钢筋<8@250翼缘栓钉<18@350,底板栓钉<18@440,抗剪钢筋<8@250其他措施翼缘外翻80mm,配<18@450的拉条翼缘外翻80mm,配<18@500的拉条翼缘外翻80配<18@500的拉条表2Tab.2Mechanical试件厚度/mm41418试件宽度/mm30计算面积/300254254/410360365340400380/MPa500450595515585580伸长率/%30.027.016154.023.022.0弯曲试验(180°2a)合格合格合格为一个加载等级.11212测点布置量测应变的电阻应变片贴在梁跨中截面的型钢底板、腹部、钢筋、混凝土表面,以便了解外包钢-混凝土组合梁构件型钢、钢筋、混凝土的受力状态.型钢应变片、钢筋应变片标距为3mm×5mm,混凝土表面应变片标距为5mm×100mm.在加载过程中,应变片数据采用应变箱自动采集仪联机获取.另在支座、加载点和跨中位置布置百分表测量加载过程中构件的变形,试验装置见图2.应变片布置在跨中部位,截面厚度、混凝土板宽度以及型钢底板宽度的方向.图1构件截面示意图Fig.1Cross2sectionofcompositepart设计说明:混凝土强度等级均为C30,翼缘板内双向温度钢筋为<8@200,底部钢板的型号为Q345,腹板的型号为Q235,拉条和抗剪螺栓型号为HRB335,横向钢筋为<8@200.112试验方案11211加载方式与装置试验采用人工加载,加载装置使用量程为500kN的油压千斤顶(已使用压力机标定).在加载位置安放反力架并固定于地槽,千斤顶位于反力架和组合梁之间,通过分配钢梁将荷载传递到梁顶,见图2.试验过程中,采用同步加载,在组合梁底部钢板屈服前,以10kN为一个加载等级,屈服后改为5kN图2试验装置图Fig.2Experimentsetting113试验现象(1)SBD-1梁第5期胡吉等:外包钢-混凝土组合梁正截面受弯承载力试验459加载至165kN(P/Pu=01569,PU为极限荷载)时,梁端部混凝土与外包钢之间出现细小竖向粘结滑移裂缝.加载至235kN(P/Pu=0181)时,混凝土翼缘板的侧面出现细小纵向裂缝.加载至290kN时(P/Pu=110),梁一侧靠近加载点附近的纯弯段内混凝土翼缘板被压碎.直至破坏,底部钢板与混凝土之间没有出现剪切滑移,但梁的挠度较大.(2)SBD-2梁加载至255kN(P/Pu=01879)时,梁端部填充混凝土和底部钢板之间出现粘结滑移裂缝,跨中钢梁腹板与混凝土翼缘板之间出现纵向细小裂缝.继续加载,裂缝开展不大.加载至290kN时(P/Pu=110),混凝土翼缘板被压碎,整个加载过程中组合梁的端部粘结滑移裂缝都不明显.(3)SBD-3梁加载至130kN(P/Pu=01464),.载至140kN(P/Pu)时加载至215kN(P/Pu=01768)时,梁一端端部填充混凝土与底部钢板之间出现横向粘结滑移裂缝,加载至235kN(P/Pu=01839)时,梁的另一端端部填充混凝土与底部钢板之间出现细微的横向粘结滑移裂缝.加载至280kN(P/Pu=110)时,混凝土翼缘板被压碎.三根梁的破坏形式均为正截面受弯破坏.114试验结果及分析11411荷载-挠度从图3可以看出,在底部钢板屈服之前,挠度基有明显的屈服台阶,构件的屈强比较小.图4跨中梁底部钢板荷载-应变Fig.4Load2strainrelationshiponbottomsteelplateatmiddlespan11413荷载沿截面高度变化从图5可以看出,组合梁截面的应变基本符合平截面假定.本上随着荷载的增加呈线性增大;在屈服荷载以后,荷载-挠度曲线的斜率逐渐变小,构件的刚度逐步下降,破坏时,梁的挠度较大,构件表现出良好的延性性能.图5跨中应变沿截面高度分布Fig.5Distributionofstrainalongheightofcrosssectionatmiddlespan2理论分析图3跨中截面荷载-位移曲线Fig.3Load2displacementrelationshiponcross2sectionatmiddlespan211假定(1)平面应变符合平截面假定[2];(2)混凝土板与钢梁间有可靠的连接,可忽略11412荷载-应变从图4可以看出,三根梁破坏时钢梁底部均早已屈服,钢材的塑性性能发挥充分,承载能力都较大,说明梁能很好地共同工作.SBD-1、SBD-2梁滑移的影响;(3)不计受拉区混凝土的作用[3];(4)材料的应力-应变关系采用现行设计规范公式,式中混凝土峰值应变ε0=01002,混凝土极限460江苏大学学报(自然科学版)第26卷应变εcu=010033,钢材屈服应变εy根据试验结果取值,钢材极限应变εsu=01025,已考虑钢材的塑性变形的发展.212计算公式(1)中和轴在U型钢截面内.屈服荷载、极限荷载进行计算,并将计算值与相应的试验值进行了对比,由表3可见,两者吻合良好.表3理论计算值与试验值对比Tab.3Comparisonofcalculatedandexperimentalresults屈服荷载极限荷载试件计算值试验值计算值/计算值试验值计算值/My/My/试验值Mu/Mu/试验值M/M(kN・m)(kN・m)m)Mu/Muyy(kN・m)(kN・SBD-1444123921845011416144031043013110670197511050611175901161413638106381061610019590192301997SBD-2SBD-3由图6可知混凝土及钢截面纤维的应变分别为εc=φ(yc-y)εs=φ(y′-yc)式中φ为截面曲率,yc为中和轴到混凝土翼缘板顶部的距离,εc为距离混凝土板顶部距离为y处的混凝土应变,εs为距离混凝土板顶部距离为y′处的钢材应变.混凝土的应力-应变方程为εεccσc=fcε-,c≤ε0σc=fc,0εc式中fc由式(1)、(2)可得到:混凝土所受压力C1=C2=Asc(1)3结论,可以得到-,延.(2)梁截面应变符合平截面假定.在完全剪切连接情况下,抗弯承载力可以根据弹塑性理论计算,并可忽略滑移的影响.参考文献(References)[1]范旭红,石启印,马波.钢-混凝土组合梁的研究()σdA,钢材所受压力∫σdA,钢材所受拉力T=σdA,式中A∫∫AccsASSssc为受压的钢材的面积,ASS为受拉的钢材的面积,σc为距离混凝土板顶部距离为y处的混凝土应力,σs为距离混凝土板顶部距离为y′处的钢材应力.由X方向平衡方程σcd A+Ac与展望[J].江苏大学学报(自然科学版),2004,25(1):89-92.FANXu2hong,SHIQi2yin,MABo.Developmentandperspectiveofsteel2concretecomposit ebeams[J].Jour2nalofJiangsuUniversity(NaturalScienceEdition),6X=0,C1+C2=T,即ASS∫cAsc∫σsdA=∫σsdA(3)2004,25(1):89-92.(inChinese)[2]张耀春,毛小勇,曹宝珠.轻钢-混凝土组合梁的试验计算出yc.对混凝土和钢截面分别取矩得到M=Ac研究及非线性有限元分析[J].建筑结构学报,2003,σ(y∫c-y)dA+σs(y-yc)dAAs∫(4)24(1):26-33.ZHANGYao2chun,MAOXiao2yong,CAOBao2zhu.Ex2perimentalstudyandnonlinearfin iteelementanalysisoflightweightsteel2concretecompositebeam[J].JournalofBuildingStru ctures,2003,24(1):26-33.(inChi2nese)[3]林于东,宗周红.帽型截面钢-混凝土组合梁受弯强度[J].工业建筑,2002,32(9):11-13,59.图6截面尺寸及应变分布Fig.6Dimensionofcross2sectionanddistributionofstrain (neutralaxisinsteelbeam)LINYu2dong,ZONGZhou2hong.Bendingstrengthofcap2stylesectionofsteel2concreteco mpositebeam[J].IndustrialConstruction,2002,32(9):11-13,59.(in(2)中和轴在混凝土板内.与(1)类似,可推导出相应的设计计算公式.213理论计算值与试验值比较应用上文推导的理论计算公式,对三根试件的Chinese)(责任编辑陈持平)。
钢筋混凝土简支梁的正截面受弯承载力试验报告
5.随着试验的进行注意仪表及加荷装置的 粘贴好手持式应变仪的脚标，装好百分表
在标准荷载作用下持续时间不宜小于30min
在达到标准荷载以前，每级加载值不宜 大于标准荷载值的20％；超过标准荷载 值后，每级加载值不宜大于标准荷载值 的10％。
加载到达开裂荷载计算值的90％以后， 每级加载值不宜大于标准荷载值的5％。
加载到达破坏荷载计算值的90％以后， 每级加载值不宜大于标准荷载值的5％。
每级荷载的持续时间不应小于10min 在标准荷载作用下持续时间不宜小于
混凝土表面应变测点：纯弯段混凝土表面电阻 应变片测点为每侧四点（压区顶面一点，受拉 主筋处一点，中间两点），并在应变片测点处 对应地布置手持应变仪测点。
挠度测点布置：在跨中一点，支座各一点及分 配梁加载点各一点安装百分表。
进行1~3级预载，测读数据，观察试件、 装置和仪表工作是否正常并及时排除故 障。预加载值不宜超过试件开裂荷载计 算值的70％
将标准荷载下应变及挠度的计算值与实 测值进行比较
对梁的破坏形态和特征做出评定
六、虚拟演示
1、变形图（正视图） 2、变形图（轴测图） 3、位移图（正视图） 4、位移图（轴测图） 5、SZ应力图（正视图） 6、SZ应力图（轴测图） 7、MISE应力图（正视图） 8、 MISE应力图（轴测图）
试件材料的力学性能：钢筋和混凝土的 实测强度，钢筋和混凝土的弹性模量
根据实测截面尺寸和材料力学性能算出 梁的开裂荷载和破坏荷载，以及标准荷 载下的应变和挠度值
外包钢—混凝土组合梁正截面优化研究
通 过编制相 应的程序 进行 求解 ， 进而对组合梁进行 了优化设计 ， 并证 明了该优化方法 的正确性 、 有效性。 关键词 ： 外包钢一混凝土组合梁 ， 优化设计 ， Ｔ Ａ ＭＡ Ｌ Ｂ
中 图分 类 号 ：Ｕ ９ Ｔ ３８ 文献 标 识 码 ： Ａ
０ 引言
外包钢一混凝土 Ｕ形组 合梁是 在 由薄壁 冷弯型 钢与厚 钢板
中的常用形式 ， 建立冷弯型钢上翼缘 内翻梁进行 优化设计 。设 控
制外 包钢一混凝土整个 截面变化 的设计 变量为 （ ＝１２ ３ … ， ｉ ，，， １）写成矢量形式为 ： ２ ，
＝
３ ｍ，。 ５ｍ ｈ 表示 的是 自纵 向受拉钢筋 的合力点 到混凝 土受压 边缘
的距 离 。
设计 方案达到 最佳 的设 计 目标 ， 主动 的 、 是 有规 律 的搜 索 过程 。 大体 可分为三个具 体步骤 ： １ 建立数学模 型 ； ） ２ 根据优化 目标 ； ）
卜兰 卜兰
３ 借助相关 的编程软 件 ， 某种优 化理 论迭代 运算 ， 到优 ） 按 达
化 目的 。
数据 ， 提出 了外包钢一混凝土组合梁截面初步设 计时 需要注意 的
问题 。
１ 优 化 数学模 型 的建立
目前 ， 大多数的结构 设计 过程是先 假定 截 面尺寸 ， 对其 进 再
行结构 内力分析 和构件 截 面验 算 ， 如不满 足则 需要重新 设 计 ， 此 过程 较为被动 。然 而结构 优化设 计则 是按 照某一优 化 的方法使
外 包 钢一 混 凝 土 组 合 梁 正 截 面 优 化 研 究
吴 文 慧
（ 山西 省 交通 科 学研 究 院 ， 山西 太原 ００ ０ ３０ ６）
混凝土梁的弯曲承载力检测方法
混凝土梁的弯曲承载力检测方法一、前言混凝土梁是建筑工程中常见的结构构件，其承载力的检测是保证工程质量和安全的重要环节。
本文将详细介绍混凝土梁的弯曲承载力检测方法，包括实验前的准备工作、实验方法、实验数据的处理和分析等内容。
二、实验前的准备工作1.仪器和设备的准备进行混凝土梁的弯曲承载力检测需要准备如下仪器和设备：（1）混凝土梁试件；（2）弯曲试验机；（3）测力传感器；（4）位移传感器；（5）数据采集系统和计算机。
2.混凝土梁试件的制备制备混凝土梁试件时需要注意以下几点：（1）试件的尺寸应符合相应标准的要求；（2）试件的制备应按照相应标准的要求进行，注意混凝土的配合比、拌和时间和浇筑方式等；（3）试件的养护应按照相应标准的要求进行，注意养护时间和养护条件等。
三、实验方法1.试件的安装（1）将混凝土梁试件放置在弯曲试验机的支撑点上，确保试件与支撑点之间没有间隙；（2）将试件的两端固定在弯曲试验机上，确保试件不会滑动或旋转。
2.试验的操作步骤（1）首先进行预加载，即在试件上施加一定的荷载，使试件适应荷载的作用；（2）按照相应的加载速率施加荷载，同时记录荷载和位移的数据；（3）当试件发生裂缝或变形时，停止加载，并记录相应的荷载和位移数据；（4）在试件完全破坏前停止加载，并记录相应的荷载和位移数据。
3.实验数据的处理和分析（1）计算试件的最大荷载和弯曲承载力；（2）绘制荷载-位移曲线和荷载-变形曲线；（3）对荷载-位移曲线进行拟合，计算试件的弹性模量和极限位移；（4）根据试验数据分析试件的破坏模式和破坏机理。
四、实验的注意事项1.试件的制备、养护和试验应按照相应的标准和规范进行。
2.试验时应注意安全，严格遵守操作规程和安全操作规范。
3.试验数据应认真记录和保存，保证实验数据的可靠性和准确性。
4.实验后应对试件进行处理和处置，避免对环境造成污染和影响。
五、结论混凝土梁的弯曲承载力检测是保证建筑工程质量和安全的重要环节。
钢筋混凝土正截面受弯实验报告讲解
钢筋混凝土正截面受弯实验报告讲解
一般来说，钢筋混凝土正截面受弯实验的目的是研究钢筋混凝土受弯构件的抗弯性能，以确定相应的结构要求。
实验包括拉力设备，试件，传感器等组成。
实验步骤如下：
1）首先，按照规定的混凝土比例，制备试件混凝土，均匀混合，细化，压实，养护；
2）然后，根据试验要求，安装相应的力学测试仪器，检查，校准力学测试仪器的误差；
3）接着，测量试件的长度、离心重。
安装试件，测量试件受力后的变形和曲率；
4）然后，安装拉力设备，按照设计要求的应力和速度，施加应变和力；
5）最后，测量施加和去除力后的变形，绘制力应变曲线，分析失效模式，获得施加
力时变形以及载荷容量。
钢筋混凝土正截面受弯实验结果，首先根据实验结果绘制支持应力与受力曲线，然后
根据曲线计算出软化荷载、完全变形和最大荷载，最后计算各规格试样的弯矩强度和变形
特性等。
这些数据可以有效地确定混凝土正截面受弯的抗弯性能，并估算钢筋混凝土受弯
构件的正式设计要求。
本钢筋混凝土正截面受弯实验主要由混凝土配合比的筛分、试样的制备、测量受力前
变形及离心重、施加和去除力后的变形和曲率、施加力后的变形以及力应变曲线等组成，
以有效获得变形和载荷容量，确定混凝土受弯构件的抗弯性能，从而实现结构规范的标准
化要求。
外包钢-混凝土组合梁节点抗剪承载力研究
｛ ［ １ ０ （ — ３ ＋ 一 １ ］ ≤ ｖ （ （ —＂ ＋ 口 ０ （ 口 ｝ ， ８ １ ２ ） ２＂ ） ３ ） ）
其 中， 为钢管材 料的屈服 强度 ， 由前述 钢管在轴 力 、 弯矩 、
剪力作用下 的假定及 应力 分析 可知 ， 钢管壁 上的微元体可按平面 应力状态分析 ， 则式 （ ） 改写 为： ８可
定 了基 础 。
关键词 ： 梁柱 节 点 ， 力 ， 剪 承 载 力 应 抗 中 图 分 类 号 ： Ｕ３ ８ Ｔ ９ 文 献标 识 码 ： Ａ
ｕ形外包 钢一 混凝 土组合梁 是一种 基于普 通钢一混凝 土组
其 中， 为钢管材料 的弹性模 量 ； ｃ Ｅ Ｅ 为混凝 土的弹性 模量 ；
Ｎ ＝ ＋
到钢管 的约束 ， 在钢管 中产生 了环 向应力 。若钢管应变始终小 Ｌ） ｃ， 于 屈 服 应 变 ， ０ ＝０ 则 式 （Ｏ 可 改 写 为 ： 则 － ｘ
（） ３
一
≤
√ 址
… ）
＝
将式 （ ）式 ‘）式 （ ） 人式（ １得 ： ３ ， ４ ， ７代 １）
合梁研究基础 上的新型组合梁 。其截面形式为钢板焊成的 ｕ形。 Ａ 为钢管横截面面积 ； 为混 凝土横截 面面积 ； Ａ ａ＝Ｅ倔 ， 其他
与普 通钢一混凝 土组合梁相 比， ｕ形外包 钢一混凝 土组合梁 如 图 １ 示 。 所 具有结构受力 合理 ， 施工工 序优化 ， 防火性 能提高 ， 承载力 高 、 刚 度大 、 经济性好等优点 。 ， １ｊ是一种值得推广 的新型组合梁 。但在
．
｛ ［ １ ０ ＋ ； ｝ ≤ （ —＂ ＋ ｝ ］ １ ２ ）
￡ｃ
（ ９ ）
（） １ ０
钢筋混凝土梁的正截面受弯性能试验
钢筋混凝土梁的正截面受弯性能试验一般的钢筋混凝土建筑主要由梁、板、柱组成，对梁的性能进行研究是非常有必要的。
今天我所要讲的内容就是钢筋混凝土梁的正截面受弯性能试验。
本次试验的主要目的是：通过试验验证混凝土梁的正截面受弯性能，了解对钢筋混凝土结构进行试验研究的方法。
一、试验的目的1.了解钢筋混凝土梁受力的全过程。
2.了解对钢筋混凝土结构进行试验研究的方法。
3.得到进行钢筋混凝土结构试验的一些基本技能的训练。
4.通过试验验证混凝土梁的正截面受弯性能。
我首先要讲的是钢筋混凝土梁正截面受弯的理论性能：梁在受弯的情况下，上部混凝土处于受压状态，下部钢筋处于受拉状态。
从变形角度看，梁的上部处于压缩变形，下部是拉伸变形，同时梁在弯矩作用下会向下弯曲，产生向下的挠度。
梁的破坏从下部混凝土开裂开始，接着是下部钢筋的屈服，最后是整个梁断裂。
我们本次试验所就是要测量数据如下：（1）各级荷载下梁跨中上边纤维，中间纤维，受拉筋处纤维的混凝土应变。
（2）各级荷载下支座沉陷与跨中的挠度。
（3）记录、观察梁的开裂荷载和开裂后在各级荷载下裂缝的发展情况本次试验梁的加载及仪表布置：100350250250350100100600600100（一）参加部分试验准备工作：1.试件的制作。
2.试件两侧表面刷白并用墨线弹画40×100mm的方格线（以便观测裂缝）。
3.试件安装及仪表、设备的调试。
二、试验内容：1.了解试验方案的确定（由教师讲解）。
2.了解试验梁的设计和制作过程（由教师讲解）。
3.了解试验梁的加载装置及其性能（由教师讲解）。
4.试验梁上安装测量仪表。
5.在加载试验过程中测读量测数据。
观察试验梁外部的开裂，裂缝发展和变形情况。
6.整理试验数据，写出试验报告。
三、试验梁：1.试验梁混凝土强度等级为C20。
2.①号筋要留三根长500mm的钢筋，用作测试其应力应变关系的试件。
3.在浇筑混凝土时，同时要浇筑三个150×150×150mm的立方体试块。
预应力外包U型钢与混凝土组合梁正截面受弯承载力计算
预应力外包U型钢与混凝土组合梁正截面受弯承载力计算摘要：预应力外包U型钢混凝土组合梁是一种新型的结构形式。
本文根据钢结构设计规范中对钢与混凝土组合梁的规定以及混凝土结构设计规范中对承载能力极限状态的计算的有关规定，推导了预应力组合梁在正弯矩作用下的抗弯承载力的计算公式。
关键词：预应力，外包钢，组合梁，抗弯承载力引言预应力外包U型钢混凝土组合梁结构体系是通过薄钢板直接冷弯或用冷弯薄壁型钢焊接成U型截面，然后截面内部填充混凝土作为T行梁的肋部，翼缘为现浇混凝土板，使用后张法施工在受拉区施加预应力，使构件起拱以满足控制裂缝宽度和满足更大跨度的要求。
外包钢与内部混凝土变形协调，共同受力。
这种结构克服了钢筋混凝土抗拉强度低的弱点，提高了钢材的屈曲承载力，改善了结构的延性，使其整体稳定性优于钢结构和型钢混凝土组合结构；另外U型钢部件可以作为组合梁的永久性模板，施工方便。
目前，针对预应力外包钢混凝土组合梁的研究已经得到国内外工程界的广泛关注，本文在此情形下建立了预应力外包U型钢混凝土组合梁正截面受弯承载力的计算公式，具有现实意义。
计算的基本假定根据《钢结构设计规范》和《混凝土结构设计规范》的有关规定，现对预应力外包U型钢混凝土组合梁正截面抗弯承载力计算假定如下：（一）、平截面假定。
弯曲过程中梁的截面仍保持为平面并且与变形后的梁轴垂直。
横向剪应变为0，横向纤维无挤压，梁轴无水平方向伸缩。
（二）、计算中的混凝土压应力取等效矩形应力，并且不考虑混凝土抗拉强度。
（三）、在混凝土翼缘板的有效宽度范围内，外包U型钢与混凝土之间有可靠的抗滑移措施，在这一宽度内，认为混凝土与外包钢可以形成组合截面共同工作。
（四）、组合梁在弯矩作用下由于外包钢内填充了混凝土而不易发生钢梁的局部破坏和侧向屈曲。
三、极限抗弯承载力的计算基于以上假定，根据构件截面中和轴位置的不同，讨论组合梁正截面受弯承载力。
（一）、塑性中和轴在混凝土翼缘板内图1 弯矩作用下组合梁正截面应力形式（1）此时满足条件：其中：——受压钢筋屈服强度——预应力钢筋抗拉强度设计值——分别为翼缘与腹板钢材的屈服强度，底版钢材的屈服强度——混凝土轴心抗压强度——混凝土等效矩形应力系数。
钢筋混凝土梁受弯构件正截面承载力实验
四、课程内容
第一章 计算机基础知识
一、教学目的与要求 本单元主要介绍计算机的基础知识，包括计算机的发展历史、计算机中的信息表示
和计算机组成等内容，使学生在具体任务的实践中了解计算机的基础知识。 二、讲授内容 1.计算机的基本软硬件、主要部件的性能参数； 2．进位制及数制间的转换方法； 3.计算机中的编码方式。 三、重点、难点 1.计算机的基本软硬件、主要部件的性能参数； 2．进位制及数制间的转换方法； 四、教学建议 在机房授课，理论结合实践操作，加强印象。
三、各教学环节学时分配：
章次
内容
第一章 计算机基础知识
第二章 WINDOWS XP 操作系统
第三章 文字处理软件 WORD 2003
第四章 电子表格处理软件 EXCEL 2003
第五章 演示文稿制作软件 POWERPOINT 2003
第六章 计算机网络基础
第七章 常用工具软件
合计
课内学时分配 4 6 10 10 10 4 4 48
第一阶段——弹性工作阶段 （从开始加荷到受拉边缘，混凝土达到极限拉应变） 第二阶段——带裂缝工作阶段（从开裂的临界状态到受拉钢筋达到屈服强度） 结论: 通过本次模拟实验掌握了正截面受弯的三个受力阶段，充分体验了钢筋混凝土受弯的 整个过程；同时还掌握了挠度和裂缝的计算。通过这次实验，我熟悉掌握其构件受力和 变形的三个阶段以及破坏特征、掌握了不同荷载强度下挠度和裂缝宽度的计算并且通过 计算三种情况下梁的屈服荷载和破坏荷载跟实验所得到的数值进行比较较，让我进一步 明白，在实际施工时应注意：一定要根据构件的安全等级计算好承载力和强度，以保证 施工安全和周边环境、构造物和人民财产的安全。到最后虽然梁被破环，但是梁仍然在 带裂缝工作。 适用专业： 全院
钢筋混凝土梁正截面抗弯实验内容
钢筋混凝土梁正截面抗弯实验内容
正截面抗弯实验是一种测试钢筋混凝土梁的力学性能的方法。
在实验中，通过在梁上施加一定的荷载，以破坏为终点，测量梁的变形和应力，以评估其强度和刚度。
实验通常包括以下步骤：
1. 制备梁：制备符合规范的钢筋混凝土梁，包括选择适当的混凝土材料、钢筋规格和数量，并按设计要求进行钢筋布置和浇筑混凝土。
2. 安装测量仪器：安装应变计和位移计等测量仪器，以测量梁在受力过程中的变形和应力。
3. 施加荷载：通过加载装置施加荷载，以产生弯曲力矩，从而在梁上产生弯曲应力。
4. 测量变形和应力：在加载过程中，测量梁的变形和应力，以得到梁的荷载-变形和荷载-应力曲线。
5. 破坏梁：在加载到一定程度时，梁会发生破坏。
此时，可以记录破坏时的荷载和变形等数据。
6. 数据处理和分析：通过对实验数据的处理和分析，计算出梁的极限弯矩、极限承载力、截面抗弯矩等参数，以评估梁的强度和刚度。
需要注意的是，正截面抗弯实验只能评估梁在弯曲方向上的力学性能，而不能评估其在其他方向上的性能。
因此，在设计中应综合考虑梁的多种受力情况。
高强U形外包钢-混凝土组合梁受弯性能
高强U形外包钢-混凝土组合梁受弯性能操礼林;石启印;王震;葛义韬;李爱群【期刊名称】《西南交通大学学报》【年(卷),期】2014(049)001【摘要】为研究高强U形外包钢-混凝土组合梁在静载作用下的受弯性能,对3根完全剪力连接的混凝土强度等级为C60、C80和外包钢板强度等级为Q420、Q460的简支组合梁进行了两点对称集中加载试验.分析了试件在弹性与弹塑性阶段的受力过程、荷载-挠度关系、U形外包高强钢板与内部高强混凝土应变的分布规律、外包钢板与组合梁端部滑移、裂缝发展情况以及破坏形态等;基于试验结果,提出了高强U形外包钢-混凝土组合梁正截面受弯承载力计算方法.研究结果表明:在静载作用下,高强U形外包钢-混凝土组合梁的受弯承载力比普通外包钢组合梁提高60％以上,位移延性系数分别为2.16、2.76和2.34,说明高强U形外包钢-混凝土组合梁受弯性能良好.【总页数】7页(P72-78)【作者】操礼林;石启印;王震;葛义韬;李爱群【作者单位】江苏大学土木工程系,江苏镇江212013;东南大学土木工程学院,江苏南京210096;江苏大学土木工程系,江苏镇江212013;江苏大学土木工程系,江苏镇江212013;江苏大学土木工程系,江苏镇江212013;东南大学土木工程学院,江苏南京210096【正文语种】中文【中图分类】TU398.9;TU317.1【相关文献】1.新型外包钢-高强混凝土组合梁的试验研究 [J], 操礼林;石启印;李爱群2.外包冷弯U形钢-混凝土T形组合梁受弯性能研究 [J], 吴钟艳;王人鹏;罗永峰;李伟兴;黄青隆;丁一3.工业建筑用高强度纤维混凝土组合梁的受弯性能试验研究 [J], 陈剑波4.内翻U形外包钢组合梁正截面抗弯承载力分析 [J], 阎奇武;张正5.高强U形外包钢-混凝土再生混合梁的受弯性能研究 [J], 张莉因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
混凝土正截面受弯承载力实验
①号筋要留三根长500mm的钢筋，用作测试其应力应变关 系的试件。 在浇筑混凝土时，同时要浇筑三个150×150×150mm的 立方体试块。作为梁试验时，测定混凝土的强度等级。
1 21500 Nhomakorabea2
400 1400
梁的挠度、纵筋拉应力、截面应变试验曲线
梁跨中挠度 f 实测图
纵向钢筋应力 s实测图
纵向应变沿梁截面高度分布实测图
裂缝观察镜和裂缝宽度量测卡百分表高压油泵?试验加载?进行13级预载预加载值不宜超过试件开裂荷载计算值的50每级稳定1min然后卸载
钢筋混凝土梁的正截面受弯性能试验
一、试验的目的 1.通过对钢筋混凝土梁的抗裂、挠度、承载力的
试验测定，进一步掌握钢筋混凝土受弯构件试验
的一般过程。
2.了解对钢筋混凝土结构进行试验研究的方法。
应变片 500
试验梁配筋图
2 6 6@100
160 20 140
20 140
160
2 10
2 10
100
100
1-1
2-2
100
350
250
250
350
100
千斤顶 百分表
分配梁 应变片
10
应变引伸仪测点 600
20
20
20
100
600
100
试验仪器及设备
• 1.TS3860静态电阻应变仪 • 2.千分表（备用） • 4.手持式引伸仪（标距10cm） • 3.百分表或电子百分表
人员分工
每组11人，具体工作： 试验加载1人：控制手动油泵，根据力传感器的读 数稳定每级加载量。 测读电阻应变仪3人：负责电阻应变仪的检查和调 试，测读各个电阻应变片的读数。 应变仪数据记录1人 测读百分表3人：负责测读并记录百分表读数。 观察裂缝2人：负责观察裂缝的开展情况，并对裂 缝进行描述。 总体协调1人
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第26卷第5期2005年9月江苏大学学报(自然科学版)JournalofJiangsuUniversity(NaturalScienceEdition) Vol.26No.5Sep.2005外包钢-混凝土组合梁正截面受弯承载力试验胡吉,石启印,李爱群112(1.江苏大学理学院,江苏镇江212013;2.东南大学混凝土与预应力混凝土结构教育部重点实验室,江苏南京210096)摘要:针对普通钢-混凝土组合梁存在的跨度不大、混凝土与型钢之间滑移、横向稳定性差等问题,提出一种新型的组合梁———外包钢-混凝土组合梁.为研究其抗剪性能,进行了三根足尺简支梁的试验,通过对构件静载试验结果的分析,认为外包钢-混凝土组合梁比同跨度普通组合梁具有更大跨高比及抗剪能力.基于组合梁弹性理论和简化塑性理论,提出新型组合梁的正截面承载力的建议计算公式,计算值与试验结果吻合良好.根据试验结果,提出适于外包钢-些工程构造措施.关键词:钢-混凝土组合梁;组合抗剪性能;;中图分类号:TU398;TU31711文献标识码:)05-0457-04entngcapacityofnormalcross2sectioninsteel2encasedconcretecompositebeamsHUJi,SHIQi2yin,LIAi2Quntion,SoutheastUniversity,Nanjing,Jiangsu210096,China)112(1.FacultyofScience,Jiangs uUniversity,Zhenjiang,Jiangsu212013,China;2.KeyLabofRCandPCStructureofMinistry ofEduca2Abstract:Aimingatsomeexistedproblemsofcommonsteel2concretebeam,anewtypeofcom positebeam,steel2encasedcompositebeam,isproposed.Tostudyitsanti2shearcapacity,expe rimentshavebeendoneonthreefullsizesimplesupportedsamples.Byanalyzingtheexperimen talresultsunderstaticloaditisfoundthatthiskindofbeamhaslargerspan2heightrateandbettera nti2shearperformance.Basedonthetheoryofcompositeelasticbeamandthesimplifiedplastic theory,atheoreticalformulaisproposedforthebearingcapacityofnormalsectionofthisnewty pebeam,whichprovestobeingoodagreementwiththeexperimentalresults.Accordingtothee xperimentalresults,somesuitableconstruc2tionmeasuresareproposedtofacilitateitsapplicat ioninrealengineering.Keywords:steel2encasedconcretecompositebeam;compositeanti2shearcapacity;bendingc apacity;plastictheory在钢结构和钢筋混凝土结构基础上发展起来的钢-混凝土组合梁,它兼有钢结构的受拉性能较好和混凝土结构的受压性能较好的优点,形成强度高、刚度大、延性好的结构形式,广泛地应用于楼盖体系中.但实践表明,该种形式的组合梁存在以下问题[1]得很大,一般不超过316m;②混凝土与型钢之间的连接没有得到很好的解决,两者之间的滑移和掀起不容忽视;③截面的横向稳定性差,型钢腹板在支座处容易发生失稳.针对钢-混凝土组合梁上述缺点,作者提出外包钢-混凝土组合梁形式.该种结构形式的组合梁:①受压型钢板跨度的影响,梁的跨度不宜做收稿日期:2005-02-28基金项目:江苏省自然科学基金资助项目(BK2004064);江苏省建设厅基金资助项目(JS200321)作者简介:胡吉(1966-),女,上海人,工程师(huji@),主要从事土木工程实验与测试研究.石启印(1964-),男,陕西渭南人,副教授(shiqiyin@),主要从事工程结构抗风抗震研究.458江苏大学学报(自然科学版)第26卷与传统组合梁的区别在于:以较厚钢板做底板,腹板采用较薄的冷弯薄壁型钢,两者通过焊缝连接形成U形截面,然后在U形截面内浇注混凝土,作为T形组合梁的肋部,翼缘为现浇板,钢与混凝土通过可靠的剪力连接件共同工作.这种结构形式的优点在于:钢梁可以在工厂装配,根据需要截面可做成各种形状,如Z型、U型、L型等.填充混凝土及布置的拉结钢筋加强了梁的整体性和稳定性,提高了梁的刚度,对于抵抗板与梁交界面处的纵向剪力起到了一定的作用,在北京银泰中心大楼楼盖体系方案设计中被采用.1试验111试件制作试验共设计外包钢-混凝土足尺简支梁3根,详细情况见表1和图1,材性试验见表2. 表1试件设计参数Tab.1Designedparametersofthesample编号SBD-1SBD-2SBD-3fck/MPa311729172618抗剪措施翼缘栓钉<18@360,底板栓钉<18@350,抗剪钢筋<8@250翼缘栓钉<18@350,底板栓钉<18@440,抗剪钢筋<8@250翼缘栓钉<18@350,底板栓钉<18@440,抗剪钢筋<8@250其他措施翼缘外翻80mm,配<18@450的拉条翼缘外翻80mm,配<18@500的拉条翼缘外翻80配<18@500的拉条表2Tab.2Mechanical试件厚度/mm41418试件宽度/mm30计算面积/300254254/410360365340400380/MPa500450595515585580伸长率/%30.027.016154.023.022.0弯曲试验(180°2a)合格合格合格为一个加载等级.11212测点布置量测应变的电阻应变片贴在梁跨中截面的型钢底板、腹部、钢筋、混凝土表面,以便了解外包钢-混凝土组合梁构件型钢、钢筋、混凝土的受力状态.型钢应变片、钢筋应变片标距为3mm×5mm,混凝土表面应变片标距为5mm×100mm.在加载过程中,应变片数据采用应变箱自动采集仪联机获取.另在支座、加载点和跨中位置布置百分表测量加载过程中构件的变形,试验装置见图2.应变片布置在跨中部位,截面厚度、混凝土板宽度以及型钢底板宽度的方向.图1构件截面示意图Fig.1Cross2sectionofcompositepart设计说明:混凝土强度等级均为C30,翼缘板内双向温度钢筋为<8@200,底部钢板的型号为Q345,腹板的型号为Q235,拉条和抗剪螺栓型号为HRB335,横向钢筋为<8@200.112试验方案11211加载方式与装置试验采用人工加载,加载装置使用量程为500kN的油压千斤顶(已使用压力机标定).在加载位置安放反力架并固定于地槽,千斤顶位于反力架和组合梁之间,通过分配钢梁将荷载传递到梁顶,见图2.试验过程中,采用同步加载,在组合梁底部钢板屈服前,以10kN为一个加载等级,屈服后改为5kN图2试验装置图Fig.2Experimentsetting113试验现象(1)SBD-1梁第5期胡吉等:外包钢-混凝土组合梁正截面受弯承载力试验459加载至165kN(P/Pu=01569,PU为极限荷载)时,梁端部混凝土与外包钢之间出现细小竖向粘结滑移裂缝.加载至235kN(P/Pu=0181)时,混凝土翼缘板的侧面出现细小纵向裂缝.加载至290kN时(P/Pu=110),梁一侧靠近加载点附近的纯弯段内混凝土翼缘板被压碎.直至破坏,底部钢板与混凝土之间没有出现剪切滑移,但梁的挠度较大.(2)SBD-2梁加载至255kN(P/Pu=01879)时,梁端部填充混凝土和底部钢板之间出现粘结滑移裂缝,跨中钢梁腹板与混凝土翼缘板之间出现纵向细小裂缝.继续加载,裂缝开展不大.加载至290kN时(P/Pu=110),混凝土翼缘板被压碎,整个加载过程中组合梁的端部粘结滑移裂缝都不明显.(3)SBD-3梁加载至130kN(P/Pu=01464),.载至140kN(P/Pu)时加载至215kN(P/Pu=01768)时,梁一端端部填充混凝土与底部钢板之间出现横向粘结滑移裂缝,加载至235kN(P/Pu=01839)时,梁的另一端端部填充混凝土与底部钢板之间出现细微的横向粘结滑移裂缝.加载至280kN(P/Pu=110)时,混凝土翼缘板被压碎.三根梁的破坏形式均为正截面受弯破坏.114试验结果及分析11411荷载-挠度从图3可以看出,在底部钢板屈服之前,挠度基有明显的屈服台阶,构件的屈强比较小.图4跨中梁底部钢板荷载-应变Fig.4Load2strainrelationshiponbottomsteelplateatmiddlespan11413荷载沿截面高度变化从图5可以看出,组合梁截面的应变基本符合平截面假定.本上随着荷载的增加呈线性增大;在屈服荷载以后,荷载-挠度曲线的斜率逐渐变小,构件的刚度逐步下降,破坏时,梁的挠度较大,构件表现出良好的延性性能.图5跨中应变沿截面高度分布Fig.5Distributionofstrainalongheightofcrosssectionatmiddlespan2理论分析图3跨中截面荷载-位移曲线Fig.3Load2displacementrelationshiponcross2sectionatmiddlespan211假定(1)平面应变符合平截面假定[2];(2)混凝土板与钢梁间有可靠的连接,可忽略11412荷载-应变从图4可以看出,三根梁破坏时钢梁底部均早已屈服,钢材的塑性性能发挥充分,承载能力都较大,说明梁能很好地共同工作.SBD-1、SBD-2梁滑移的影响;(3)不计受拉区混凝土的作用[3];(4)材料的应力-应变关系采用现行设计规范公式,式中混凝土峰值应变ε0=01002,混凝土极限460江苏大学学报(自然科学版)第26卷应变εcu=010033,钢材屈服应变εy根据试验结果取值,钢材极限应变εsu=01025,已考虑钢材的塑性变形的发展.212计算公式(1)中和轴在U型钢截面内.屈服荷载、极限荷载进行计算,并将计算值与相应的试验值进行了对比,由表3可见,两者吻合良好.表3理论计算值与试验值对比Tab.3Comparisonofcalculatedandexperimentalresults屈服荷载极限荷载试件计算值试验值计算值/计算值试验值计算值/My/My/试验值Mu/Mu/试验值M/M(kN・m)(kN・m)m)Mu/Muyy(kN・m)(kN・SBD-1444123921845011416144031043013110670197511050611175901161413638106381061610019590192301997SBD-2SBD-3由图6可知混凝土及钢截面纤维的应变分别为εc=φ(yc-y)εs=φ(y′-yc)式中φ为截面曲率,yc为中和轴到混凝土翼缘板顶部的距离,εc为距离混凝土板顶部距离为y处的混凝土应变,εs为距离混凝土板顶部距离为y′处的钢材应变.混凝土的应力-应变方程为εεccσc=fcε-,c≤ε0σc=fc,0εc式中fc由式(1)、(2)可得到:混凝土所受压力C1=C2=Asc(1)3结论,可以得到-,延.(2)梁截面应变符合平截面假定.在完全剪切连接情况下,抗弯承载力可以根据弹塑性理论计算,并可忽略滑移的影响.参考文献(References)[1]范旭红,石启印,马波.钢-混凝土组合梁的研究()σdA,钢材所受压力∫σdA,钢材所受拉力T=σdA,式中A∫∫AccsASSssc为受压的钢材的面积,ASS为受拉的钢材的面积,σc为距离混凝土板顶部距离为y处的混凝土应力,σs为距离混凝土板顶部距离为y′处的钢材应力.由X方向平衡方程σcd A+Ac与展望[J].江苏大学学报(自然科学版),2004,25(1):89-92.FANXu2hong,SHIQi2yin,MABo.Developmentandperspectiveofsteel2concretecomposit ebeams[J].Jour2nalofJiangsuUniversity(NaturalScienceEdition),6X=0,C1+C2=T,即ASS∫cAsc∫σsdA=∫σsdA(3)2004,25(1):89-92.(inChinese)[2]张耀春,毛小勇,曹宝珠.轻钢-混凝土组合梁的试验计算出yc.对混凝土和钢截面分别取矩得到M=Ac研究及非线性有限元分析[J].建筑结构学报,2003,σ(y∫c-y)dA+σs(y-yc)dAAs∫(4)24(1):26-33.ZHANGYao2chun,MAOXiao2yong,CAOBao2zhu.Ex2perimentalstudyandnonlinearfin iteelementanalysisoflightweightsteel2concretecompositebeam[J].JournalofBuildingStru ctures,2003,24(1):26-33.(inChi2nese)[3]林于东,宗周红.帽型截面钢-混凝土组合梁受弯强度[J].工业建筑,2002,32(9):11-13,59.图6截面尺寸及应变分布Fig.6Dimensionofcross2sectionanddistributionofstrain (neutralaxisinsteelbeam)LINYu2dong,ZONGZhou2hong.Bendingstrengthofcap2stylesectionofsteel2concreteco mpositebeam[J].IndustrialConstruction,2002,32(9):11-13,59.(in(2)中和轴在混凝土板内.与(1)类似,可推导出相应的设计计算公式.213理论计算值与试验值比较应用上文推导的理论计算公式,对三根试件的Chinese)(责任编辑陈持平)。