装配式钢桁-混凝土组合梁变形性能的试验及计算方法 被引量：6

1

作者 朱虎勇 高燕梅 +1 位作者 周志祥 张力文 《科学技术与工程》 北大核心 2018年第29期249-255,共7页

为了研究装配式钢桁-混凝土组合梁(PSTC)负弯矩区段的变形性能,针对某依托工程桥梁设计制作了一根变截面PSTC试验梁,开展了负弯矩区段变形性能试验研究。针对此梁,提出了一种挠度简化计算方法:将钢桁腹杆等效为钢腹板,从而计入其剪切变... 为了研究装配式钢桁-混凝土组合梁(PSTC)负弯矩区段的变形性能,针对某依托工程桥梁设计制作了一根变截面PSTC试验梁,开展了负弯矩区段变形性能试验研究。针对此梁,提出了一种挠度简化计算方法:将钢桁腹杆等效为钢腹板,从而计入其剪切变形对组合梁刚度的影响,并同时考虑钢与混凝土之间的界面滑移影响。结果表明,该新型组合梁表现出显著的三阶段受力特征。根据简化计算结果,在20 t和47 t荷载作用下,梁的挠度为3.96 mm和8.31 mm,相比试验测试值4.03mm和8.39 mm,计算结果准确,可为同类桥梁提供参考。 展开更多

关键词 装配式钢桁-混凝土组合梁 梁式试验 刚度 计算

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装配式槽钢-混凝土组合梁受弯性能研究

2

作者 周凌宇 方蛟鹏 +4 位作者 莫玲慧 李分规 戴超虎 曾波 廖飞 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2839-2851,共13页

为研究采用螺栓连接的装配式槽钢-混凝土组合梁(PSCCB)的受弯性能,制作了7个不同宽跨比、梁高和剪切连接间距的PSCCB试件,对其进行四点弯曲测试。基于ABAQUS软件建立PSCCB有限元模型,通过试验结果验证模型的可靠性,并分析螺栓间距、螺... 为研究采用螺栓连接的装配式槽钢-混凝土组合梁(PSCCB)的受弯性能,制作了7个不同宽跨比、梁高和剪切连接间距的PSCCB试件,对其进行四点弯曲测试。基于ABAQUS软件建立PSCCB有限元模型,通过试验结果验证模型的可靠性,并分析螺栓间距、螺栓预紧力、抗剪连接件间距、剪跨比、宽跨比、槽钢强度和混凝土强度对PSCCB受弯性能的影响。试验结果表明:高强度螺栓能确保PSCCB具有较高的整体性和良好的强度和延性;随着宽跨比增大,PSCCB抗弯承载力和延性分别提高8%~19%和11%~21%;穿孔钢板剪力连接件在槽钢和混凝土板之间提供高效的组合作用,部分抗剪连接与完全抗剪连接PSCCB的延性、强度、刚度差异少于10%;与梁高320 mm的PSCCB相比,梁高400 mm的PSCCB的抗弯承载力提高96%,但延性降低10%。分析结果说明:有限元分析结果与试验结果较吻合,所建立的模型能准确反映PSCCB的受弯性能;随着螺栓间距和预紧力的增大,PSCCB受弯承载力和初始刚度基本保持不变;适当增加抗剪连接程度和宽跨比能有效提升PSCCB的受弯承载力和初始刚度;增加槽钢强度能显著提高PSCCB的受弯承载力,而混凝土强度变化对其受弯承载力影响较小。根据试验和有限元参数分析,提出PSCCB受弯性能设计方法,受弯承载力和跨中挠度计算值与试验及有限元分析结果吻合良好,可为PSCCB的工程设计提供参考。 展开更多

关键词 装配式槽钢-混凝土组合梁 受弯性能 有限元分析 受弯承载力 初始刚度

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公铁合建斜拉桥钢桁-混凝土板组合梁受力特性 被引量：3

3

作者 施洲 赵旭泼 +2 位作者 刘振标 夏正春 印涛 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2778-2789,共12页

以某主跨808 m的公铁合建新型钢桁-混凝土板组合梁斜拉桥为背景,采用ANSYS软件建立局部组合梁细化的全桥多尺度有限元模型,分析其在不同工况下双层组合梁的受力传力特性和混凝土桥面板荷载分配比,并讨论混凝土桥面板厚度t_(b)、横梁刚... 以某主跨808 m的公铁合建新型钢桁-混凝土板组合梁斜拉桥为背景,采用ANSYS软件建立局部组合梁细化的全桥多尺度有限元模型,分析其在不同工况下双层组合梁的受力传力特性和混凝土桥面板荷载分配比,并讨论混凝土桥面板厚度t_(b)、横梁刚度变化系数λ_(K)和钢与混凝土弹性模量比λ_(E)对组合梁受力传力的影响规律。结果表明:最不利组合工况下,钢桁架最不利Von Mises应力为183.6 MPa,混凝土桥面板最大拉应力为5.3 MPa,均满足结构受力要求;沿纵向路径,钢桁架和混凝土桥面应力在节间横梁间均呈“波形”分布;上下层混凝土桥面板顶、底面应力沿横向近似呈“W”和“M”状分布,表明桥面板承受一定沿横向不均匀分布弯矩;公路及铁路混凝土桥面最大剪力滞系数分别为1.45、1.36,更宽的公路混凝土桥面剪力滞效应更显著;公路及铁路混凝土桥面分别承担上、下层结构57.46%~79.99%和33.21%~62.81%的轴向荷载,为组合梁的主要传力构件;混凝土桥面板的应力随t_(b)及λ_(K)的增大而增大,随λ_(E)的增大而逐渐减小;混凝土桥面每层平均荷载分配比ξ与t_(b)成正比,与λ_(K)及λ_(E)成反比;当t_(b)、λ_(K)和λ_(E)参数的取值范围分别为0.8~1.4、0.4~1.6以及4~10时,组合梁混凝土桥面应力及荷载分配比ξ较为合理。 展开更多

关键词 大跨度公铁合建斜拉桥 钢桁-混凝土板组合梁 受力特性 传力特性 参数分析

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新型装配式组合梁受弯性能试验研究与有限元分析

4

作者 李慕纯 罗许国 黄志 《自然灾害学报》 北大核心 2025年第1期179-189,共11页

为适应装配式建筑的发展需求并实现钢-混组合梁的快速装配化,提出了一种基于高强螺栓连接的装配式组合梁。为研究该新型装配式组合梁的纵向受弯性能及连接件的可靠性,对该组合梁进行了正位两点加载受弯试验,得到了组合梁的破坏模式、荷... 为适应装配式建筑的发展需求并实现钢-混组合梁的快速装配化,提出了一种基于高强螺栓连接的装配式组合梁。为研究该新型装配式组合梁的纵向受弯性能及连接件的可靠性,对该组合梁进行了正位两点加载受弯试验,得到了组合梁的破坏模式、荷载-挠度曲线、跨中截面应变分布曲线、荷载-滑移曲线等特征曲线;并基于受弯试验建立了三维实体有限元模型,分析了预制混凝土板强度、水泥基灌浆料(cement-based grouting material,CGM)强度、高强螺栓预紧力以及抗剪连接程度对该装配式组合梁抗弯性能的影响规律。试验和有限元分析结果表明:组合梁的破坏模式为混凝土板压碎的弯曲破坏,在高强螺栓连接下组合梁表现出较好的组合作用;预制混凝土板强度的增加对组合梁的极限承载力有所提高,但整体增幅并不是很明显;CGM强度和高强螺栓预紧力对组合梁极限承载力影响不大,但螺栓预紧力的增加能提高组合梁在弹性阶段的整体刚度;当抗剪连接程度超过0.7后,提高连接程度对组合梁的受弯性能影响不明显。所得结论为该新型装配式组合梁的应用提供了参考。 展开更多

关键词 钢-混凝土组合梁 梁式试验 有限元分析 装配式结构 高强螺栓连接件

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装配式双拼槽钢-混凝土组合梁抗弯刚度试验研究

5

作者 周凌宇 莫玲慧 +5 位作者 戴超虎 李分规 廖飞 徐增武 方蛟鹏 刘晓春 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期4449-4460,共12页

提出一种新型装配式双拼槽钢-混凝土组合梁。为研究该组合梁的抗弯刚度,对7根组合梁的受弯性能进行试验,试验参数为混凝土翼缘板宽度、槽钢型号和抗剪连接件间距。首先,研究双拼槽钢-混凝土组合梁的协同工作性能和各参数对双拼槽钢-混... 提出一种新型装配式双拼槽钢-混凝土组合梁。为研究该组合梁的抗弯刚度,对7根组合梁的受弯性能进行试验,试验参数为混凝土翼缘板宽度、槽钢型号和抗剪连接件间距。首先,研究双拼槽钢-混凝土组合梁的协同工作性能和各参数对双拼槽钢-混凝土组合梁抗弯刚度的影响。然后,根据能量变分法和界面滑移模型,建立装配式双拼槽钢-混凝土组合梁的控制微分方程,并基于最小势能原理推导该组合梁考虑滑移效应的挠度计算公式。研究结果表明:组合梁整体工作性能良好,两侧预制模块能协同工作,高强螺栓能有效约束2个预制模块的分离;钢板连接件能有效传递界面剪力,槽钢与混凝土板之间有较强的组合作用;增加混凝土翼缘板宽度对装配式双拼槽钢-混凝土组合梁的抗弯刚度提高幅度较小;增大槽钢高度,装配式双拼槽钢-混凝土组合梁刚度显著提高;当槽钢型号由[32b转换为[40b时,抗弯刚度提高117.8%;抗剪连接件间距由250 mm增大到750 mm,组合梁抗弯刚度降低6.9%;组合梁考虑滑移效应的挠度计算公式理论值与实验值吻合良好,可为装配式双拼槽钢-混凝土组合梁在实际工程中的设计与应用提供参考。 展开更多

关键词 装配式 钢-混凝土组合梁 受弯试验 抗弯刚度 最小势能原理

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栓接装配式钢-混凝土组合梁及其抗剪键的力学性能研究 被引量：4

6

作者 陈庆伟 王文洋 +2 位作者 王志鹏 潘晨 肖宜凯 《科学技术与工程》 北大核心 2023年第32期13917-13926,共10页

为了探究摩擦型高强度螺栓在装配式钢-混凝土组合梁中的适用性,采用ABAQUS有限元软件建立推出试件和简支梁试件的有限元模型。在试验结果验证模拟可靠性的基础上,研究螺栓预拉力、螺栓孔径、混凝土强度和螺栓强度等因素对单个抗剪键及... 为了探究摩擦型高强度螺栓在装配式钢-混凝土组合梁中的适用性,采用ABAQUS有限元软件建立推出试件和简支梁试件的有限元模型。在试验结果验证模拟可靠性的基础上,研究螺栓预拉力、螺栓孔径、混凝土强度和螺栓强度等因素对单个抗剪键及整体组合梁的影响。分析结果表明:抗剪键的受力过程分为摩擦、滑移、承压和破坏4个阶段;螺栓预拉力、混凝土强度的增大有利于提高摩擦型高强度螺栓的极限承载力和承压抗剪刚度,较大的混凝土孔隙显著降低了螺栓抗剪刚度;提高螺栓预紧力或提高混凝土强度均可增强钢与混凝土部件的组合作用,相反,在抗剪连接程度不变的情况下,提高螺栓等级导致界面刚度分布不均,不利于滑移控制。 展开更多

关键词 钢-混凝土组合梁 摩擦型高强度螺栓 装配式 抗剪连接件 有限元

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装配式钢-混凝土组合梁预制混凝土板湿接缝受力性能研究 被引量：3

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作者 班新林 李旺旺 +1 位作者 苏永华 荣峤 《铁道建筑》 北大核心 2022年第4期68-72,共5页

为探究适用于装配式钢-混凝土组合梁预制混凝土板湿接缝的连接性能,设计制备了3个足尺组合梁预制混凝土板湿接缝连接模型试件,采用试验和理论方法研究了预制混凝土板湿接缝连接构造和混凝土强度对连接件抗剪承载力的影响。研究结果表明... 为探究适用于装配式钢-混凝土组合梁预制混凝土板湿接缝的连接性能,设计制备了3个足尺组合梁预制混凝土板湿接缝连接模型试件,采用试验和理论方法研究了预制混凝土板湿接缝连接构造和混凝土强度对连接件抗剪承载力的影响。研究结果表明:采用C50微膨胀混凝土作为后浇带的试件极限承载力是整体式桥面板试件的88%,采用超高性能混凝土(UHPC)作为后浇带的试件极限承载力是整体式桥面板试件的92%;采用UHPC材料可充分发挥其优异性能,显著减小后浇带的尺寸,且能有效保证预制混凝土板的整体性;基于试验结果提出考虑钢筋不均匀应力影响和后浇带影响的装配式钢-混凝土组合梁预制混凝土湿接缝承载力计算公式。 展开更多

关键词 钢-混凝土组合梁 装配式 预制混凝土板 湿接缝 模型试验 超高性能混凝土

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基于全息挠曲线的钢桁-混凝土组合梁损伤识别 被引量：2

8

作者 张鑫 周志祥 +2 位作者 冯麟 邵帅 邓国军 《铁道建筑》 北大核心 2020年第9期31-35,共5页

开展钢桁-混凝土组合梁无损及多种有损工况下的试验研究,对桥梁损伤进行有效识别与判断。首先利用视觉测量装置获取沿跨度范围内不同荷载作用下组合梁的全息挠曲线;然后通过数据重构得到各截面的挠度影响线,构造Hankel矩阵并进行奇异值... 开展钢桁-混凝土组合梁无损及多种有损工况下的试验研究,对桥梁损伤进行有效识别与判断。首先利用视觉测量装置获取沿跨度范围内不同荷载作用下组合梁的全息挠曲线;然后通过数据重构得到各截面的挠度影响线,构造Hankel矩阵并进行奇异值分解;最后利用奇异值斜率峰值与斜率变化率突变点识别指标进行多种损伤工况的识别判断。结果表明:基于全息挠曲线的损伤识别方法对不同损伤工况的识别结果与试验加载前人为设计的损伤情况大致相同,该方法能有效识别结构的损伤位置与程度。 展开更多

关键词 钢桁-混凝土组合梁 视觉测量 全息挠曲线 HANKEL矩阵 奇异值分解 损伤识别

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混凝土-混凝土组合梁弯曲受力性能试验及数值研究 被引量：4

9

作者 聂鑫 刘泰 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第8期14-25,共12页

作为建筑工业化的重要举措,装配式混凝土结构的发展着眼于现场施工的工艺简化和品质提升。针对一种预制板端取消胡子筋的新型装配式混凝土楼盖体系,开展了两组界面抗剪构造不同的预制混凝土梁-混凝土叠合板组合梁(混凝土-混凝土组合梁)... 作为建筑工业化的重要举措,装配式混凝土结构的发展着眼于现场施工的工艺简化和品质提升。针对一种预制板端取消胡子筋的新型装配式混凝土楼盖体系,开展了两组界面抗剪构造不同的预制混凝土梁-混凝土叠合板组合梁(混凝土-混凝土组合梁)及整浇对比梁的正截面抗弯性能试验,研究了结构形式和界面构造对破坏模式、承载能力及界面剪切滑移等结构表现的影响。建立了混凝土-混凝土组合梁界面精细化数值模型,借助通用有限元软件分析了界面配筋率和界面粘结对正截面受力性能的影响。进一步提出了混凝土-混凝土组合梁的界面抗剪塑性设计方法,使倒U型附加钢筋沿梁跨分段均匀布置,便于结构体系的设计和施工。试验及数值研究结果表明,界面抗剪措施配置充分时,混凝土-混凝土组合梁具有与整浇梁等同的正截面抗弯承载能力与延性水平,在装配式混凝土结构领域中具有广阔的应用前景。 展开更多

关键词 装配式混凝土结构 混凝土-混凝土组合梁 正截面抗弯性能 界面剪切滑移 精细化数值模型 界面抗剪塑性设计方法

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装配式组合梁水平栓钉滑移特性仿真实验研究

10

作者 高燕梅 刘东 储兵 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2018年第11期105-108,共4页

仿真实验是高等教育和科学研究中,对传统实验方法的有效补充。依托科研项目"一种新型的装配式钢桁—混凝土组合梁",在已经开展的水平栓钉小构件推出实验和负弯矩作用下装配式组合梁静力性能实验的基础上,为了掌握栓钉在梁内... 仿真实验是高等教育和科学研究中,对传统实验方法的有效补充。依托科研项目"一种新型的装配式钢桁—混凝土组合梁",在已经开展的水平栓钉小构件推出实验和负弯矩作用下装配式组合梁静力性能实验的基础上,为了掌握栓钉在梁内的滑移特征,建立了该组合梁精细化有限元模型,进行了仿真模拟研究,其结果表明:栓钉沿梁长的滑移分布受组合梁中混凝土桥道板开裂影响较大,它会使得跨中纯弯段无剪力的截面也出现滑移,并且裂缝会使得栓钉滑移方向发生改变,需在后期理论研究中值得进行深入研究。并且通过该仿真实验,培养了学生仿真建模计算的能力,能有效提高其解决问题的能力。 展开更多

关键词 仿真实验 装配式钢-混凝土组合梁 水平栓钉 滑移特性

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基于钢板-钢管混合连接的木混凝土组合梁推出试验 被引量：3

11

作者 史本凯 杨会峰 +1 位作者 曹航 肖凯 《南京工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第3期390-398,共9页

基于钢板-钢管混合连接,提出了木混凝土组合梁的预制装配连接形式,采用短期推出试验和长期加载试验分别研究了钢板-钢管混合连接的短期与长期抗剪性能。通过推出试件的短期破坏性试验,研究钢板-钢管连接的破坏模式、极限承载力和滑移刚... 基于钢板-钢管混合连接,提出了木混凝土组合梁的预制装配连接形式,采用短期推出试验和长期加载试验分别研究了钢板-钢管混合连接的短期与长期抗剪性能。通过推出试件的短期破坏性试验,研究钢板-钢管连接的破坏模式、极限承载力和滑移刚度等性能;通过长期加载试验,分析钢板-钢管连接的长期滑移和蠕变系数,长期加载中考虑了相当于连接件短期承载力的10%和20%两种荷载比的影响;对加载近470 d后的长期试件进行破坏性推出试验,分析长期加载对其极限承载力和滑移刚度的影响。结果表明:钢板-钢管连接的极限承载力超过130 kN,初始状态的滑移刚度为45.9 kN/mm;通过短期推出试验和长期加载后的推出试验对比发现,钢板-钢管连接件受到长期荷载作用后,极限承载力和滑移刚度无明显下降,呈现出较好的长期性能。 展开更多

关键词 木-混凝土组合梁 混合连接 装配式连接 承载力 长期性能

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墩高受限时装配式组合连续刚构桥墩梁固结构造及性能研究 被引量：1

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作者 朱虎勇 邵帅 +1 位作者 高燕梅 周志祥 《铁道建筑》 北大核心 2018年第6期13-16,24,共5页

针对桥墩高度有限的装配式钢桁-混凝土组合连续刚构桥,为尽量减少墩底出现水平力,在分析结构构造特点和各施工阶段受力行为的基础上,提出了适应于矮墩的墩梁固结构造:利用钢牛腿和墩顶预埋钢板传递施工阶段和运营阶段竖向力;利用抗推挡... 针对桥墩高度有限的装配式钢桁-混凝土组合连续刚构桥,为尽量减少墩底出现水平力,在分析结构构造特点和各施工阶段受力行为的基础上,提出了适应于矮墩的墩梁固结构造:利用钢牛腿和墩顶预埋钢板传递施工阶段和运营阶段竖向力;利用抗推挡块抵抗运营阶段水平力,并通过预埋于墩顶钢板下的群钉传递此水平力;利用精轧螺纹钢筋作为安全措施抵抗意外情况下出现的边中跨不平衡拉拔力,保证桥梁安全受力。以实体工程为例,通过有限元方法建立全桥分析模型,分析了桥墩从施工到成桥的力学行为,同时对挡块预埋件式墩梁固结构造进行精细化建模分析。结果表明:与传统的墩梁固结方式相比,该构造可明显降低墩底拉应力,优化墩高受限时钢桁-混凝土组合连续钢构桥墩受力性能,可为桁架连续刚构桥提供参考。 展开更多

关键词 公路桥梁 墩梁固结构造 理论分析 有限元分析 装配式钢桁-混凝土组合连续刚构 墩高受限

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