外包U型钢混凝土组合梁研究进展

合集下载

新型外包钢-混凝土组合梁的技术经济性能比较研究

照昆凝土结构设计规范》（Ｂ０１ — ０２设计，三Ｇ５００２０）
具有承载力高、刚度大、稳定性好、抗剪连接简单、便于施工、综合经济效益好等优点ｌ～，已经在成为北京新世纪３ｌ
长安街的至高点和地标性建筑的银泰大厦中得到应用。为了
研究评价新型Ｕ型外包钢～混凝土组合梁的性能，我们选择
具有代表性的两点对称集中荷载作用下完全剪力连接Ｕ型截
种梁混凝土强度等级均为Ｃ５型组合梁截面设计为双轴２，Ｉ
对称，钢材采用Ｑ３，而ｕ型截面组合粱截面设计为单轴２５
面钢一混凝土组合梁、完全剪力连接Ｉ型截面钢一混凝土组合梁（如图２所示）及普通钢筋混凝土梁进行比较研究，结构体系均采用简支梁体系。
板采用较薄的冷弯薄壁型钢，二者通过焊缝连接而成ｕ２设计参数形截
面，如图１所示，然后在里面浇注混凝土，作为Ｔ形组合梁｝肋部，翼缘为楼板，钢与混凝土通过可靠连接共同受力。『勺
两种组合梁都是依照《钢结构设计规渤（Ｂ０４ — Ｇ５０７２０）和《０３钢—砼组合结构设计规程》（ＩＩ０５１９）ＤＺ＇８ — ９９５进行设计的，普通钢筋混凝土粱和组合粱中的混凝土板都依
３１５ｍ跨度条１下的性能比较．牛
（）跨高比相同的条件下，外包钢—混凝土组合梁的承载１力要比普通钢筋混凝土梁和普通工字钢一混凝土组合梁的承载力大；（）在跨高比较大时，当梁截面高度较小时，设计普通２工字钢一混凝土组合梁和普通钢筋混凝土组合梁不能满足变形和稳定性要求；而外包钢一混凝土组合梁可以在跨高比较

钢混凝土组合结构桥梁研究新进展

钢混凝土组合结构桥梁研究新进展一、本文概述随着科技的不断进步和工程需求的日益增长，钢混凝土组合结构桥梁作为一种高效、经济且具备优良性能的结构形式，在桥梁工程中得到了广泛应用。

本文旨在综述钢混凝土组合结构桥梁的最新研究进展，包括其设计理论、施工技术、性能评估以及在实际工程中的应用案例。

文章首先介绍了钢混凝土组合结构桥梁的基本概念和特点，然后重点分析了近年来国内外在该领域的研究成果和创新点，最后展望了未来的发展趋势和挑战。

通过本文的阐述，希望能够为相关领域的学者和工程师提供有价值的参考，推动钢混凝土组合结构桥梁技术的进一步发展和优化。

二、钢混凝土组合结构桥梁的设计理论与方法钢混凝土组合结构桥梁的设计理论与方法是近年来研究的热点领域。

随着材料科学、计算力学和设计理念的进步，这种结构形式的桥梁设计理论得到了极大的丰富和发展。

在设计理论方面，钢混凝土组合结构桥梁的设计需要综合考虑钢材和混凝土的受力特性，以及两者之间的相互作用。

目前，研究者们已经建立了一套相对完善的设计理论体系，包括组合梁、组合板、组合柱等多种组合构件的设计方法。

这些理论方法综合考虑了材料的非线性、构件的截面形状、荷载类型等因素，使得设计更加精细化、准确化。

在设计方法上，钢混凝土组合结构桥梁的设计通常采用极限状态设计法，即根据结构在极限状态下的受力性能和变形要求，确定结构的截面尺寸和配筋。

随着计算机技术的快速发展，有限元分析、参数优化等数值方法也被广泛应用于钢混凝土组合结构桥梁的设计中，为设计师提供了更加便捷、高效的设计工具。

随着对结构性能要求的提高，钢混凝土组合结构桥梁的设计也开始注重全寿命设计、耐久性设计等方面。

这些新的设计理念要求在设计阶段就充分考虑结构在使用过程中的性能退化、维修加固等因素，从而确保结构在整个生命周期内都能满足性能要求。

钢混凝土组合结构桥梁的设计理论与方法在不断发展和完善中。

随着新材料、新工艺、新技术的不断涌现，未来这种结构形式的桥梁设计将更加精细化、智能化、环保化。

钢板-砼组合加固钢筋砼梁的研究及应用进展

成果，分析考虑界面滑移，二次受力等因素对于承裁能力影响的研究现状，探讨了该加固技术试验研究方法及工程应用情况。通过对现有研究
成果的归纳和总结，分析了茁技术的主要特点与不足，并指出了有关钢板一混凝土组合加固方面值得进一步研究的问题。关键词：钢筋混凝土莱加固技术钢板一混凝土组合加固技术中图分类号：Ｕ４４５．７２文献标识码：Ａ缸合结构文章编号：１６７４ — ０９８Ｘ（２０１５）０３（ｃ）一０００５ — ０４
２．ＮｉｎｇｂｏＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ。ＺｈｅｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ。Ｎｉｎｇｂｏｚｈｅｊｉａｎａｇ，３１５１００。Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｔｅｅｌｐｌａｔｅ－ｃｏｎｃｒｅｔｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅ（ＳＰＣＣ）ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｉｓａｌａｔｅ－ｍｏｄｅｌｍｅｔｈｏｄｆｏｒｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅ（ＲＣ）ｂｅａｍｓ．Ｔｈｅ
（１．重庆交通大学土木建筑学院
摘
张凯’ 邹毅松’ 谷志敏’ 王银辉重庆４０００７４；２．浙江大学宁波理工学院浙江宁波
技术是钢筋混凝土梁加固的一种的新方法。简介了目前关于钢板一混凝土组合加固栗抗弯和抗剪承或力研究的

钢-混组合梁的研究现状与展望

外包混凝土的组合梁又称劲性混凝土梁或钢骨混凝土梁，其按类型又可分为：ｚ型外包钢一混组合梁；ｕ型外包钢
一
混组合梁；Ｌ型外包钢一混组合梁等。
［收稿日期］０９— ４—１２０００
［作者简介］夏文敏，硕士研究生。男，
１２２
电
●
，
’
施工速度快；点：为大规模推广应用的结构形式，现预缺作实
－：
●
制混凝土翼板组合梁的精确施工并确保质量有一定困难。（）合板翼板组合梁。优点：３叠构造简单、施工方便、受力性能好，这种形式的组合梁可以用传统的简单施工工艺获得优良的结构性能，适合我国基本建设的国情，对传统组是
易导致梁发生粘结滑移破坏和纵向剪切滑移破坏。
２２型钢外露混凝土组合梁．２２１型钢外露组合梁又称Ｔ形组合梁．．
２组合梁的分类及其特点
钢一混组合梁按截面的形式 … 可以分为：外包混凝土的
ｊｑ
（）浇混凝土翼板组合梁。优点：１现混凝土翼板整体性好；缺点：需要现场支模，作业量大，湿施工速度慢。（）２预制混凝土翼板组合梁。优点：混凝土板翼板预制，现场仅需要在预留槽处浇筑混凝土，以减小现场湿作业，可
基础上发展起来的一种新型结构，其与木结构、砌体结构、钢
筋混凝土结构和钢结构并列，已经扩展成为第五大结构（组

土木结构工程高等结构试验print

则剪切角为：
第 6 页共 13 页 X ab
（4.3）
上述式中，a 和 b 为节点节点域尺寸，分别按梁高和柱宽计算。
五加载方式
为使结构处于良好的受力工作状态，并校验测试系统和加载系统，对每个模型试件都需要进行反复预载，每个试件在试验开始前都要进行预加载，其中竖向轴向力预加载的最大值约为轴向力设计值的 40%，梁端最大预加荷载约为屈服荷载的 20%，最大持荷时间约为 4 分钟。预加载结束后，开始正式加载，其具体的加载程序如下：施加柱顶竖向轴向荷载。由 200 吨油压千斤顶施加竖向荷载，并在以后加载过程中保持恒定。（2）施加梁端低周反复荷载直至试件破坏。试件屈服前，采用荷载控制加载，加载值分别取 20kN、40kN，试件接近屈服时，将荷载的增加幅度减小至 10kN，每级荷载循环一次，直至量测的荷载-位移曲线上出现拐点表示试件屈服。试件屈服后采用位移控制加载，位移增量取试件屈服时梁自由端的竖向位移值 y ，即采用 1 y ,2 y ,3 y ，4 y ，5 y ……进行加载，每级荷载循环 3 次直至试件破坏。荷载控制阶段，加载速率 1kN/s；位移控制加载阶段，加载速率为 1mm/s，每级荷载结束后，停止加载并持荷 3-4 分钟，用以采集数据、观察楼板裂缝开展情况和节点变形。（3）当加载到节点临近破坏时，荷载增量很小甚至下降，而位移增量却很大。当荷载降低到峰值荷载的 85%以下，且发生下列条件之一时即可停止加载： ①钢筋混凝土梁断裂、混凝土大块脱落或裂缝严重开裂； ②节点节点域严重破坏。
图 3 节点模型边界示意图
图 4 试验加载装置示意图为尽可能准确地实现节点的边界条件，采取如下措施：（1）柱底、梁端支座设计。采用平板铰来模拟柱底的铰支座，两端梁的铰支座利用工字型刚性垫块来模拟，通过其与梁接触面铺沙子处理满足模拟支座铰接的边界条件；对于竖向轴力采用作用于反力横梁上的 200 吨千斤顶施加，千斤顶通过矩形小短柱与刚性横梁连接，

外包冷弯U形钢-混凝土T形组合梁受弯性能研究

外包冷弯U形钢-混凝土T形组合梁受弯性能研究吴钟艳;王人鹏;罗永峰;李伟兴;黄青隆;丁一【期刊名称】《结构工程师》【年(卷),期】2018(034)004【摘要】对3根足尺外包冷弯U形钢-混凝土T形组合梁进行受弯性能试验,获得试件的荷载-挠度曲线、应变沿梁跨中截面高度分布模式、钢板与混凝土间的滑移分布特征以及梁的破坏形态,并用有限元软件ABAQUS对组合梁进行了模拟,采用变参的分析方法研究了腹板混凝土和栓钉间距对组合梁性能的影响特征与变化规律.试验结果表明,组合梁的破坏形态为正截面弯曲受压破坏,外包钢未发生明显鼓曲及掀起变形,组合梁具有较高的安全储备、良好的延性和经济性.有限元分析结果表明,有限元建模分析方法准确可靠;腹板混凝土的存在可使组合梁极限承载力提高20％;随着栓钉间距的增大,刚度和极限承载力均减小,组合梁的破坏模式由正截面弯曲破坏转为纵向滑移破坏.【总页数】11页(P117-127)【作者】吴钟艳;王人鹏;罗永峰;李伟兴;黄青隆;丁一【作者单位】同济大学建筑工程系,上海200092;同济大学建筑工程系,上海200092;同济大学建筑工程系,上海200092;天华建筑设计有限公司,上海200235;同济大学建筑工程系,上海200092;天华建筑设计有限公司,上海200235【正文语种】中文【相关文献】1.外包U形钢混凝土组合梁承载力计算研究 [J], 林彦;周学军2.高强U形外包钢-混凝土组合梁受弯性能 [J], 操礼林;石启印;王震;葛义韬;李爱群3.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4.新型预应力外包波纹钢-混凝土组合梁受弯性能试验研究 [J], 谢梦洁;邹昀;王城泉;钱慧超;曹岚;陈明5.钢筋桁架楼承板-U形钢组合梁不同抗剪连接方式的受弯性能 [J], 胥兴;程睿;刘吉春;崔佳;黄宗明因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

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，ＴＡＭＡＬＢ
中图分类号：Ｕ９Ｔ３８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（＝１２３ … ，ｉ，，，１）写成矢量形式为：２，
＝
３ｍ，。５ｍｈ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０００３０６）

型钢混凝土组合结构的设计及优化研究现状

广东建材２００８年第７期１型钢混凝土组合结构简介型钢混凝土组合结构（简称ＳＲＣ结构）是指在混凝土中主要配置型钢（轧制或焊接成型），并且配有一定的受力钢筋和构造钢筋的结构，是钢与混凝土组合结构的一种主要形式。

这种结构在英国、美国等西方国家称之为混凝土包钢结构，在前苏联称之为劲性混凝土结构，在日本称之为钢骨混凝上结构受到英、美、苏、日等国的影响，我国对这种结构的名称叫法很不一致。

２００２年出版的《型钢混凝土组合结构技术规程》（ＪＧＪ１３８－２００１）中称为型钢混凝土组合结构。

型钢混凝土组合结构分为两大类，分别为全部结构构件采用型钢混凝土的结构和部分结构构件采用型钢混凝土的结构。

此两类结构宜用于框架结构、框架一剪力墙结构、底部大空间剪力墙结构、框架－核心筒结构、筒中筒结构等体系。

２型钢混凝土组合结构的截面类型根据混凝土中型钢配置方式的不同，型钢混凝土结构可以分为实腹式型钢混凝土和格构式型钢混凝土两大类。

实腹式型钢主要有工字钢、槽钢及Ｈ型钢等。

格构式配钢是由角钢构成的空间析架式的骨架。

前者的强度、刚度、延性很高，远比后者优越，可用于大型、中型及很高的建筑。

但是配角钢骨架比配实腹钢可更多地节省钢材，其含钢量比钢筋混凝土结构稍大或基本相当，而其强度、刚度、延性则比钢筋混凝土结构仍有较大的提高，所以常在荷载、跨度、高度不是特别大的结构中采用。

实腹式型钢混凝土结构具有较好的抗震性能，而格构式型钢混凝土构件的抗震性能与钢筋混凝土结构基本相同。

因此，目前在抗震结构中多采用实腹式型钢混凝土构件，尤其是充满型实腹式型钢混凝土构件。

型钢混凝土结构可以用作梁、柱、节点、剪力墙及筒体等各种构件。

常用的型钢混凝土柱、梁断面及剪力墙形式如图ｌ所示。

３型钢混凝土组合结构的特点型钢混凝土结构的特点是在混凝土中配置型钢，这些型钢可以是轧制的也可以是焊接的。

一般在大型建筑中经常配置焊接型钢，可以根据构件截面大小、受力特点，考虑到受力的合理性，灵活地选择焊接型钢各个板件的宽度与厚度。

外包U型钢-再生混凝土组合梁抗弯性能研究

外包U型钢-再生混凝土组合梁抗弯性能研究AbstractIn recent years, the construction industry has been rapid development. Concrete as the largest amount of building materials, consumption is increasing. The development and application of recycled concrete can not only ease the occupancy of natural resources by concrete and ensure the sustainable development of human society, but also be of great significance to the recycling of resources and environmental protection as a green and healthy concrete.The section steel-recycled concrete beam is a new type of structural system. It not only has the advantages of large rigidity and high bearing capacity of steel-concrete structure, good ductility, good seismic and disaster prevention properties, but also has the advantages of environmental protection of recycled concrete, recyclable advantage. In order to meet the new requirements of modern building structure and promote the application of steel-reinforced concrete structure in practical engineering, a new type of outsourced U-steel-recycled concrete composite beam is proposed and systematically studied. In this paper, the research status of recycled concrete and steel-recycled concrete are introduced firstly. Secondly, the mechanical properties of recycled concrete are analyzed and studied in detail. Then the analysis model of outsourced U-shaped steel-concrete composite beam and the recycled concrete constitutive model have been verified accurately. The effects of recycled aggregate replacement ratio, recycled concrete strength, the thickness of steel plate, the number of angle steel and other eight parameters on the flexural properties of U-steel-recycled concrete compositebeams were analyzed by ABAQUS finite element software. Finally, in the plastic design theory the formula of flexural capacity of U-section steel-recycled concrete composite beam outsourcing is deduced. At the same time, the formula of deflection of composite beam is deduced by deduction stiffness method. The research results are as follows:(1) With the increase of the replacement ratio of recycled aggregate, the ultimate bearing capacity and mid-span deflection of composite beams show a slow downward trend. The recycled concrete composite beams are more prone to brittle failure than ordinary concrete composite beams.(2) The strength of recycled concrete can not only improve the ultimate bearing capacity of composite beams, but also make the composite beams have better ductility.(3) Although the increase of U-shaped rigidity, floor thickness and recycled concrete flangeiiithickness can improve the ultimate bearing capacity of composite beam, it is more likely to cause brittle failure of composite beam.(4) When the number of angle-shear connectors reaches more than 15, the composite beam is a complete shear connection.(5) The reinforcement strength and the U-shaped just-bottom setting pegs have little effect on the ultimate bearing capacity of composite beams.(6) The calculation method of the flexural capacity of outsourcing U-steel-recycled concrete composite beam can be used to predict the flexural capacity of the composite beam.Keywords: Steel reinforced concrete beam，ABAQUS finiteelement analysis，replacement rate of recycled aggregates，flexural behavioriv。

外包U形钢混凝土组合梁承载力计算研究

ＬｉｎＹａｎ，ＺｈｏｕＸｕｅｊｕｎ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈａｎｄｏｎｇＪｉａｎｚｈｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉｎａｎ２５０１０１，Ｃｈｉｎａ）
外包Ｕ形钢混凝土组合梁承载力计算研究
林彦，周学军
（山东建筑大学土木工程学院，山东济南２５０１０１）摘要：外包Ｕ形钢混凝土组合梁是一种新兴的组合梁形式，该组合梁承载力的计算是组合梁应用的前提和基础。文章基于塑性理论和叠加原理对完全抗剪连接外包ｕ形钢混凝土组合梁正、负弯矩作用下的极限受弯承
பைடு நூலகம்
载力、竖向抗剪承载力以及纵向抗剪和纵向抗滑移承载力的计算进行理论研究，探讨组合梁各承载力的计算方
法，建立了相应承载力的计算公式，并通过试验验证了公式的适用性。结果表明：提出的极限受弯承载力计算
公式可以较好地预测组合梁的受弯承载力；组合梁竖向抗剪承载力的计算为ｕ形钢侧板和Ｕ形钢内混凝土两部分承载力的叠加；提出的组合梁纵向抗剪和纵向整体抗滑移的计算方法和公式，能保证组合梁在弯曲破坏之
第３２卷第１期
２０１７定
山东建筑大学学报
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＨＡＮＤＯＮＧＪＩＡＮＺＨＵＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ

外包钢-混凝土组合梁研究进展

ＤｕＤｅｒｎ．ＬＡｉｕｎｕ’ ｉｑ（．ｎｉｅｒｇｏｏｌｇ，ｅｎＵｎｖｒｉｈｎ，６１０１ｇｅｉｆＣｌｅＯｃａｉｅｓｙＣｉａ２６０，Ｑｉｇｎ，Ｓａｄｎ，ＣｉａＥｎｎｅｔｎｄｏｈｎｏｇｈｎ；
２ＫｅａｏａｏｙｏｎｒｔａｄＰｅｔｅｓｄＣｏｃｅｅｔｕｔｒｆＭｉｉｔｆ．ｙＬｂｒｔｒｆＣｏｃｅｅｎｒｓｒｓｅｎｒｔＳｒｃｕｅｏｎｓｒｏｙ
为一种更有应用前景的组合构件。
础上发展起来的一种新型横向承重构件。与钢梁和钢筋混凝土梁相比具有众多优势。因此已在工业与民用建筑及桥梁结构等领域得到越来越多的应用，并取得了显著的技术经济效益和社会效益［１１。
钢一凝土组合梁是在钢梁和钢筋混凝土梁的基混
上述两种组合梁的研究都较为成熟，国内外已有相关的设计标准来指导设计与施工。近几年来，多新许型的钢一混凝土组合梁得到广泛的研究与应用。中外其包钢一凝土组合梁吸收了普通钢一凝土组合梁和混混钢骨混凝土组合梁的优点而又克服了两者的缺点，成
中图分类号：Ｕ５Ｔ３９文献标识码：Ａ文章编号：００４２（０７０ — ７１０１０ — ７６２０）９００ — ４
ＲＥＳＥＡＲＣＨＰＲｏＧＲＥＳＦＳＴＥＥＬＳｏＥＮＣＡＳＥＤＣｏＮＣＲＥＴＥＣｏＭＰｏＳＴＥＩＢＥＡＭＳ

外包钢-混凝土组合梁柱节点试验及有限元分析的开题报告

外包钢-混凝土组合梁柱节点试验及有限元分析的开题报告一、研究背景鉴于近年来工程结构的建设趋势，梁柱节点的研究与应用逐渐受到重视，成为工程领域的研究热点之一。

外包钢-混凝土组合梁柱节点作为新型结构连接形式，不仅能够发挥钢材和混凝土的各自优势，提高结构的整体性能，同时还能够更好地满足工程施工的需要。

目前，对于外包钢-混凝土组合梁柱节点的研究主要集中在理论计算和数值模拟方面。

虽然这些研究成果对于理解结构的力学特性非常有帮助，但实际工程应用中需要对这种新型结构连接形式进行实验研究，以验证其力学性能和适用性。

因此，本研究将针对外包钢-混凝土组合梁柱节点进行试验研究和有限元分析，旨在为工程实践提供参考和建议。

二、研究目的本研究的主要目的包括：1. 设计和制作外包钢-混凝土组合梁柱节点试件，进行静载试验，获得节点的力学性能数据。

2. 基于试验数据，使用有限元软件进行模拟分析，验证模拟模型的准确性。

3. 根据实验结果和有限元分析结果，分析外包钢-混凝土组合梁柱节点的力学性能，提出优化方案和改进建议。

三、研究内容本研究的具体内容包括如下几个方面：1. 外包钢-混凝土组合梁柱节点试件的设计与制作选择外包钢-混凝土组合梁柱节点试件的材料和规格，进行试件设计，然后进行制作工作。

2. 梁柱节点的力学性能试验通过梁柱节点的静载试验，测量节点在不同荷载状态下的应力-应力应变曲线、承载力和变形等机械参数。

3. 有限元模拟分析基于试验数据，建立外包钢-混凝土组合梁柱节点的有限元模型，并进行仿真分析，得到节点在静态荷载下的应力-应变分布和节点变形情况。

4. 结果分析与对比分析试验结果和有限元模拟分析结果，比较两者的差异和一致性，总结节点的力学性能特点，分析各因素对节点性能的影响。

5. 优化设计建议根据分析结果和分析结论，提出相关的优化建议和改进方案，以提高外包钢-混凝土组合梁柱节点的力学性能和适用性。

四、预期成果本研究的预期成果包括：1. 外包钢-混凝土组合梁柱节点的试验数据和有限元模拟分析结果，包括节点力学性能参数、应力-应变曲线、变形情况等。

钢-混凝土组合梁的研究现状与展望

０引言
组合梁是将具有不同力学性能的材料通过摩擦力、机械咬合或连接件相互结合在一起，充分发挥材料各
自的性能，从而获得优于单种材料力学性能的结构．对于钢一混凝土组合梁，相对于混凝土梁质量轻、承载力大、跨越能力强、能有效降低截面高度等优点．对于钢桥，钢梁的钢材处于受压区，其强度是由屈曲强度决定的，尤其是由薄钢板制作的受压区，其材料性能不能得到充分发挥，而组合梁受压混凝土具有材料经济，取材方便、减振减噪的优点．组合梁的钢梁部分和混凝土可以单独施工最终组合在一起，这样就有利于工厂化施工，提高施工速度和效率Ｊ．组合梁自２０世纪４０年代开始获得发展以来，从最初对钢与混凝土的剪力连
ＬＩＪｉｅ，ＺＨＡＮＧｒｕｎ—ｌｏｎｇ，ＣＯＮＧＸｉａｏ—ｈｕｉ，ＷＡＮＧＪｉｎｇ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＪｉｌｉｎＪｉａｎｚｈｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ，Ｃｈｉｎａ１３０１１８）
组合梁的最新研究成果进行分析总结的基础上，提出钢一混凝土组合梁仍然需要解决的问题，并对钢一混凝土组
合梁的发展趋势进行了展望，结果表明组合梁桥尚有广阔的发展应用前景．

外包U型钢混凝土组合梁研究进展

新型外包钢—混凝土组合梁变形和延性性能研究的开题报告

新型外包钢—混凝土组合梁变形和延性性能研究的开题报
告
一、研究背景
近年来，外包钢—混凝土（SC）组合结构已逐渐成为建筑结构领域的热点研究方向。

与传统钢结构和混凝土结构相比，SC组合结构具有高刚度、高强度、优越的耐久性和变形能力等优点，已广泛应用于桥梁、高层建筑等领域。

其中，外包钢梁是SC 组合结构中常用的构件类型之一，其研究不仅对于实际工程具有重要的意义，也对于推动SC组合结构的发展具有重要的推动作用。

二、研究内容
针对外包钢梁的变形和延性性能进行研究，具体内容包括以下方面：
1. 外包钢梁的构造及材料特性研究，分析外包钢梁的组成结构、截面形式以及构件材料的特性等。

2. 编制外包钢梁的计算模型，采用有限元分析软件进行模拟计算，获取外包钢梁的受力与变形情况。

3. 进行试验研究，获取外包钢梁在不同加载条件下的变形和延性性能，包括荷载承受能力，屈曲形式、曲率分布、变形能力、耗能能力等。

4. 分析外包钢梁的延性设计指标，研究其与变形性能的关系，探究不同设计指标对外包钢梁延性性能的影响。

5. 基于试验和数值模拟结果，总结外包钢梁的变形和延性特性，提出相应的设计建议和一些关键技术指标。

三、研究意义
1. 通过研究外包钢梁的变形和延性性能，可以更全面地了解SC组合结构的受力性能，为其应用提供理论依据。

2. 针对外包钢梁的延性设计指标，深入探究其与变形性能的关系，有利于进一步完善SC组合结构的设计规范。

3. 研究成果可以为工程实践提供一些重要的参考依据，可以指导结构设计和施工过程中的相应技术方案。

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。

外包钢-混凝土组合梁与型钢混凝土柱连接节点试验研究

（ＣｎｌｔｎｃｎｉｅｒｇＤｅｉｎＩｓｔｔ，ｉｎｏ８０，ｈｎ）ｈａｅｒｉｓｇｎｅｎｓｔｕｅＢｅｉｇｌｏ４ＣｉａｉＥｃｏＥｉｇｎｉｊ
Ａｓｒｃ：ｈｗ－ｙｌｒｐａｄｌａｓｒｃｎｕｔｒｗｉｔｃｎｅｔｇｔｅｕｅ—ｌ－ｂｔａｔＴｅｌｃｃｅｅｔｄｔｔｗｅｏｄｃｅｆｏｏｎｓｏｎｃｎｔｐａｏｅｅｏｅｓｅｄｏｔｊｉｈｏｒｔｅｔｌｏｃｅｏｏｉｅｍａｄｒｉｆｒｅｏｃｅｏｕ，ｄｔｅｆｒｎｅｏｅｏｎｓｄｓｅ’ ｎｒｔｃｍｐｓｅｂａｎｎｏｃｄｃｎｒｔｃｌｍｎａｅｐｒｍａｃｆｔｉｔｅｃｅｔｅｅｎｈｏｈｊ
ｓｅ１ｃｎｒｔｏｔｎｏｏｐｅｅｃｌｍｎｔｅ．ｏｃｅｅｃｎｉｕｕｓｃｍｏｉｅｂａａｄｓａｅｓｅｌｃｎｒｔｏｕ
ＣｈｎＬｉｕｅｈａ＿ＬｉＡｉｕｑｎＬｕＦｅｇｏｇｎｙｎＬｏ。ｕＹｕＬｉＰｅｂｎｉｉ
ｓｃｓｔｅｆｉｒｄｓｙｔｒｔｕｖｓｔｎｔ，ｄｃｌｙ，ａｄｓａｎｆｔｅｓｅａｓａｄｔｅｕｈａａｌｅｍｏｅ，ｈｓｅｅｉｃｒｅ，ｓｅｇｈｕｃｒｈｕｔｉｎｔｉｓｏｔｌｒｉｔｒｈｅｂｎｈ
ｓｅｌｐａｅｓａａｙｅｔｅｌｔｓｉｌｚｄ．Ｔｈｅｕｌｏｅｅｐｅｍｅｔｉｄｃｔｓｔａｉｎｆｃｎｈｅ－ｅｉｔｔｃｐｃｔｎｅｒｓｔｆｔｘｒｈｉｎｎｉａｅｔｓｇｉｉａｔｓａｒｓｓａａａｉｙｈｒｎａｄｓｔｓａｔｒｎｒｙｄｓｉａｉｎａｉｉｙＣｅｏｔｎｄｂｐｒｐａｅｃｎｔｕｔｎｌｍｅｓｒＯａｎａｉｆｃｏｙｅｅｇｉｓｐｔｏｂｌｔａｂｂａｅｙａｐｏｒｔｏｓｒｃｉａａｕｅＳｓｎｉｉｏｔａｉｆｅｅｇｎｅｎｇｒｑｉｅｎ．Ｂａｅｈａｙｉｆｔｓａａ，ｔｅｆｒｅｍｅｈａｉｍｆｏｓｔｓｙｔｎｉｅｒｅｕｒｍｅｔｈｉｓｄｏｎｔｅａｌｓｓｏｅｔｄｔｈｏｃｃｎｓｏｎ

U型钢混组合梁-外包钢板剪力墙榫卯节点抗震性能研究

U 型钢混组合梁-外包钢板剪力墙榫卯节点抗震性能研究本文主要研究U 型钢混组合梁-外包钢板剪力墙榫卯节点的抗震性能。

首先介绍节点的构造及其特点，然后对节点的力学性能进行分析，接着通过有限元方法模拟节点受震时的反应，最后提出优化设计建议，以提高节点的抗震性能。

一、节点构造及特点U 型钢混组合梁-外包钢板剪力墙榫卯节点是一种新型的节点形式。

其构造主要可分为两个部分：U 型钢混组合梁和外包钢板剪力墙。

在实际施工中，一般将U 型钢混组合梁以端面法兰的形式与外包钢板剪力墙连接，采用高强度螺栓来加强连接。

该节点的主要特点如下：1.结构简单、施工方便、效率高：节点的构造容易实现标准化生产，与梁柱连接采用螺栓连接，简化了施工过程，提高了施工效率。

2.抗震性能好：该节点采用了U 型钢混组合梁和外包钢板剪力墙的组合形式，高强度钢板的加入使得节点更加抗震，能够承受更大的地震作用力。

3.经济实用：该节点的采用不仅提高了结构的整体性能，而且在节点设计及结构施工上节约了材料、劳动力和时间成本。

二、节点力学性能分析为了能够更好地了解U 型钢混组合梁-外包钢板剪力墙榫卯节点的力学性能，进一步优化其设计和提高抗震性能，首先需要进行节点力学性能的分析。

1.节点受力分析节点在受到地震作用力时，所产生的受力状态为弯矩效应和剪力效应，其中剪力效应最为明显，是节点抗震性能的主要指标。

2.剪力墙的剪切刚度分析节点采用外包钢板剪力墙的组合形式，剪力墙的剪切刚度决定着节点的抗震性能。

因此，需要对剪力墙的剪切刚度进行分析和计算。

3.梁-板耦合效应分析梁-板之间的耦合效应，对节点的受力性能也有很大影响。

因此，在分析节点的力学性能时，还需考虑梁-板耦合效应的影响。

三、节点受震反应分析通过有限元方法对节点进行受震反应分析，可得出节点在受到一定地震作用力时的受力状态及反应情况。

受震反应分析中，应考虑地震波的人工输入、节点的节点模型设定、边界条件、节点材料参数等因素，并对受震反应时的节点变形、剪力等参数进行分析和计算。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

(3) 通过ANSYS模拟比较了两种剪力连接方式的组合梁的性能，并验证试验结果与理论计算结果的正确性。
2 .简支外包钢与混凝土组合梁的试验研究 2.1试验构件
图2.2以角钢为抗剪连接件的简支梁实图
图2.4以栓钉+内隔板为抗剪连接件的简支组合梁实图
2.2加载模式及测点布置
JZL3
JZL4
JZL5
外包U型钢混凝土组合梁研究工作进展
研究什么？
优点：比普通混凝土梁承载力高，比普通工字钢梁稳定性好，比普通钢与混凝土组合梁抗火性能好。
与钢筋桁架模板配合，施工无需搭设脚手架，工业化程度高。
研究工作概况 2007年起开始外包U型钢与混凝土组合梁的相关
研究
（1）张婷：外包U型钢与混凝土组合简支梁静力性能试验研究（2008）
（2）赵倩：外包U型钢与混凝土组合梁主次梁节点抗剪机理分析与试验研究（2008）
（3）王晓晔：外包U型钢-混凝土组合梁与方钢管混凝土柱节点静动力性能的试验研究与理论分析（2007）
（4）张元植：外包U型钢-混凝土组合梁与方钢管混凝土柱节点力学性能分析（2008）
（5）韩雪野：基于梁端塑性铰破坏的外包U型钢混凝土组合梁与方钢管混凝土柱组合节点力学性能理论分析（2013
3.张婷，周学军，赵倩倩，张元植．新型外包U型钢与混凝土组合简支梁的抗剪强度分析[C] ．工业建筑 2010,
4.张婷，王成强，董怀贤．外包U型钢与混凝土组合简支梁静力性能试验研究 [C] ．工业建筑, 2010, 5. 张元植，周学军，张婷，赵倩倩．外包U型钢—混凝土组合梁正截面受弯承载力计算与试验研究 [C] ．工业
建筑, 2010, 6.赵倩倩，周学军，张婷，张元植．《外包U型钢-混凝土组合梁有限元非线性分析》，《建筑结构》，2011 7.周学军，王晓晔，张元植．外包U型钢—混凝土组合梁柱节点在低周往复荷载作用下的抗震性能分析．土木
工程学报 2010，S1； 8. Xue Jun Zhou, Mechanics and Materials;Volume: 94-i96；Theoretical analysis of shearing capacity of U
（1）塑性中和轴在混凝土翼缘板内时：
根据力的平衡得：
组合梁的极限正截面受弯承载力对中和轴取矩
2.塑性中和轴在组合梁腹板内：
同理得到：
（3）当塑性中和轴在U型钢外翻钢板厚度内时：
极限受弯承载力计算值与实验值比较
基于现行钢结构设计规范(GB50017-2003），考虑全截面塑性发展对组合梁极限受弯承载力进行计算，计算值接近试验值，宜按完全抗剪连接进行计算。
（6）杨强胜：基于节点域剪切破坏的外包U型钢混凝土组合梁与方钢管混凝土柱组合节点承载能力的理论分析（2013）
（7）林彦（博士）：新型外包U型钢-混凝土组合梁与方钢管混凝土柱节点动力性能的理论分析与试验研究（2010）
发表的相关学术论文
1. 王晓晔、周学军、董颖杰，《外包U型钢与混凝土组合梁在负弯矩作用下的抗弯承载力计算》，《工业建筑》2009；
砼板压酥断裂破坏
JZL6
混凝土板的裂缝明显开展
砼板压酥断裂破坏
2.4测试结果及分析
荷载-挠度曲线图
图2.31 水平滑移变形测量图2.38 竖向掀起位移变形测量
试件跨中上表面混凝土荷载-应变曲线图
曲线存在弹性和弹塑性阶段，当外包钢底板屈服后，荷载增加缓慢，混凝土的应变变化加快，构件破坏时，混凝土受压应变能够达到极限压应变。
-section steel-encased concrete composite beams with the full connection design，958-961, 2011.10 9 .Xue Jun Zhou, Applied Mechanics and Materials;Volume: 99-100；Theoretical analysis of bending capacity of U-section steel-encased concrete composite beams with the full connection design，327 -331 , 2011.10
3.3跨中挠度计算
基本假定
（1）变形前后，外包钢梁和混凝土分别符合各自的平截面假定；
（2）在U型钢梁截面内填充混凝土，避免外包钢发生整体失稳和局部屈曲破坏。
（3）从水平滑移值和竖向掀起位移值来看，栓钉内隔板的组合梁其混凝土与钢板粘结性能比角钢连接的好。
3.简支外包钢与混凝土组合梁承载能力的理论分析
3. 2完全剪力连接外包钢与混凝土组合梁正截面受弯
图3.2 组合梁中和轴位置示意图截面
基金支持：山东省科技计划重点项目。山东省省建设厅科技计划、自然科学基金、
企业பைடு நூலகம்向委托项目
一、简支外包U型钢与混凝土组合梁承载能力研究
主要研究内容
连接件为栓钉及内隔板
连接件为角钢
主要研究内容
(1)对6根简支外包U型钢与混凝土组合梁足尺试件进行了试验研究,了解组合梁的受力性能。
(2) 对简支外包U型钢与混凝土组合梁的正截面抗弯承载力、变形计算公式、抗剪承载力进行理论推导，得出合理简便的用于工程计算的公式。
2.Xue Jun Zhou,Ting Zhang,Yuan Zhi Zhang.《Calculation and Analysis of the Deflections of U-Section Steel-Encased Concrete Composite Beams》，《Advanced Materials Research》Vols.163— 167（2011）pp845—853
跨中底部钢板荷载-应变曲线图
在底板屈服前钢梁应变呈线性增长；试件在承载力极限状态下，跨中底部钢板均已超过屈服应变，底板屈服后应变增长较快，但荷载依然没有明显下降，表现出较好的延性。
图2.45 跨中沿截面高度应变分布图
小结
（1）栓钉加内隔板的组合梁可视为完全抗剪连接，近似符合平截面假定，主要表现为正截面弯曲破坏。