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负弯矩作用下部分充填式窄幅钢箱-UHPC组合梁刚度分析 被引量：1
1
作者 莫时旭 柴龙杰 +2 位作者 郑艳 黄意均 檀新宁 《河南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期164-175,共12页
目的为研究负弯矩作用下部分充填式窄幅钢箱-UHPC(ultra-high performance concrete,UHPC)组合梁的抗弯性能,采用反向集中力对9根不同参数的试验梁进行静载试验。方法研究部分充填式窄幅钢箱-UHPC组合梁在反向集中力作用下的受力过程、... 目的为研究负弯矩作用下部分充填式窄幅钢箱-UHPC(ultra-high performance concrete,UHPC)组合梁的抗弯性能,采用反向集中力对9根不同参数的试验梁进行静载试验。方法研究部分充填式窄幅钢箱-UHPC组合梁在反向集中力作用下的受力过程、应变行为、刚度和抗裂性,明确各参数在提升试验梁力学性能方面的贡献程度,并将考虑界面滑移和翼板开裂因素的理论挠度与试验结果进行比较和验证。结果部分充填式窄幅钢箱-UHPC组合梁处于整体弹性阶段时刚度最高,翼板开裂后刚度略有下降,钢箱下翼缘局部受压屈服时,跨中翼板上形成多条贯通裂缝,极限承载力阶段,承载力未明显下降。与部分充填式窄幅钢箱-NC(ordinary concrete,NC)组合梁和窄幅钢箱-UHPC组合梁相比,随着钢纤维掺量、配筋率和相对充填高度增加,部分充填式窄幅钢箱-UHPC组合梁的极限承载力、正常使用和承载能力极限状态的最大刚度分别提高57%,25%,21%,裂缝宽度为0.05,0.10,0.20 mm时,对应的最大荷载分别提高155%,266%,100%。结论部分充填式窄幅钢箱-UHPC组合梁刚度大,抗裂性能好,承载力高。现行规范计算负弯矩作用下组合梁挠度过于保守,考虑负弯矩作用下组合梁滑移影响的有效惯性矩法计算试验梁挠度较为准确。 展开更多
关键词 部分充填式窄幅钢箱-UHPC组合梁 超高性能混凝土 负弯矩 极限承载力 裂缝宽度
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UHPC-NC充填式窄幅钢箱连续组合梁桥设计与数值分析
2
作者 檀新宁 郑艳 +1 位作者 祝俊祥 莫时旭 《广西大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期489-503,共15页
为了探究UHPC-NC-充填式窄幅钢箱组合结构用于连续梁负弯矩区的实际效果,对某城市(45+60+45)m连续组合梁高架桥进行整体设计。采用生死单元法模拟施工阶段,对一根边梁的负弯矩区30 m节段进行ABAQUS精细化局部建模,分析结构全过程受力特... 为了探究UHPC-NC-充填式窄幅钢箱组合结构用于连续梁负弯矩区的实际效果,对某城市(45+60+45)m连续组合梁高架桥进行整体设计。采用生死单元法模拟施工阶段,对一根边梁的负弯矩区30 m节段进行ABAQUS精细化局部建模,分析结构全过程受力特点及破坏机制。结果表明:UHPC层高度、配筋率与组合梁抗裂性能、极限承载能力基本呈线性正相关,UHPC-NC翼板组合梁开裂弯矩比NC翼板组合梁增加了40.85%,极限荷载提升了19.08%。充填混凝土使组合梁在腹板局部屈曲后仍不丧失承载能力,表现出延性良好的弯曲破坏,但过大的充填量会降低截面弹性中和轴高度,不利于翼板受力进而影响组合梁承载能力,综合考虑充填高度以腹板高度的20%~30%为宜。 展开更多
关键词 窄幅钢箱组合梁 组合梁设计 数值分析 超高性能混凝土(UHPC) 充填混凝土
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负弯矩区部分充填式窄幅钢箱-UHPC-NC组合梁抗剪承载力研究 被引量：2
3
作者 祝俊祥 郑艳 +1 位作者 莫时旭 檀新宁 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期4136-4147,共12页
为研究部分充填式窄幅钢箱-UHPC-NC组合梁负弯矩区受剪性能,开展3根部分充填式窄幅钢箱组合梁加载试验,研究组合梁的破坏模式、变形及裂缝分布规律。基于ABAQUS软件建立组合梁有限元模型,通过试验结果验证模型的准确性,并分析充填混凝... 为研究部分充填式窄幅钢箱-UHPC-NC组合梁负弯矩区受剪性能,开展3根部分充填式窄幅钢箱组合梁加载试验,研究组合梁的破坏模式、变形及裂缝分布规律。基于ABAQUS软件建立组合梁有限元模型,通过试验结果验证模型的准确性,并分析充填混凝土强度fcu、充填混凝土高度hf、UHPC层厚度hu和剪跨比λ对组合梁抗剪承载力的影响。研究结果表明:3根组合梁钢箱上箱室均发生剪切破坏,翼板跨中出现弯曲主裂缝,加载点与支座间产生剪切斜裂缝。在弹性阶段,UHPC和NC、钢箱与翼板协同工作性能良好,NC翼板组合梁端部表现出明显的剪切破坏;UHPC翼板组合梁的开裂荷载、屈服荷载及极限荷载较NC翼板组合梁分别提高55%、37.5%和12.5%,最大裂缝宽度从1.48 mm降至0.82 mm。有限元模型计算与试验结果吻合良好,可用于组合梁受力性能参数分析。组合梁抗剪承载力随hu的增加基本呈线性关系,当hu从0增加至100 mm时,组合梁抗剪承载力提高12.5%;当hf达到0.3后、提高fcu对组合梁抗剪承载力的影响并不显著,hf应控制在0.3左右且fcu不宜过高;组合梁抗剪承载力随着λ的增加基本呈线性关系递减,λ=2.8为组合梁弯剪破坏和受弯破坏界限剪跨比。提出考虑钢箱、充填混凝土和翼板贡献的组合梁抗剪承载力计算公式,并与试验和数值模拟结果进行验证分析,结果吻合良好且偏于安全。 展开更多
关键词 窄幅钢箱组合梁 负弯矩区 超高性能混凝土 充填混凝土 抗剪承载力
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超高性能混凝土-充填式窄幅钢箱组合梁裂缝宽度计算
4
作者 农双秀 莫时旭 +1 位作者 郑艳 房洋洋 《济南大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第6期738-748,共11页
为了探讨超高性能混凝土-充填式窄幅钢箱组合梁裂缝发展规律和分布,评估现行规范中最大裂缝宽度计算公式对该类组合梁的适用性,考虑组合梁钢纤维掺量、充填混凝土高度和配筋率3个因素,对6根该类组合梁开展弯曲试验;根据超高性能混凝土... 为了探讨超高性能混凝土-充填式窄幅钢箱组合梁裂缝发展规律和分布,评估现行规范中最大裂缝宽度计算公式对该类组合梁的适用性,考虑组合梁钢纤维掺量、充填混凝土高度和配筋率3个因素,对6根该类组合梁开展弯曲试验;根据超高性能混凝土的特性,提出该类组合梁钢筋应力计算方法;修正现行规范中最大裂缝宽度计算公式,并考虑钢纤维掺量的影响,建立该类组合梁的最大裂缝宽度计算公式。结果表明:组合梁开始出现裂缝后最大裂缝宽度发展较缓慢,在最大裂缝宽度达到0.16 mm之前,荷载等级-最大裂缝宽度曲线大致呈线性,组合梁屈服后裂缝宽度迅速增大;增加钢纤维掺量和配筋率可明显限制裂缝发展,钢箱充填超高性能混凝土可明显增强组合梁极限承载能力;现行规范中最大裂缝宽度公式计算该类组合梁最大裂缝宽度过于保守,所提出该类组合梁钢筋应力计算方法和组合梁最大裂缝宽度公式的计算值与弯曲试验实测值均吻合较好。 展开更多
关键词 组合梁 裂缝宽度 弯曲试验 超高性能混凝土 充填式窄幅钢箱
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部分充填混凝土窄幅钢箱组合梁抗裂性能研究 被引量：7
5
作者 羊海林 莫时旭 +2 位作者 郑艳 李胜 李兴科 《广西大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2014年第6期1441-1447,共7页
为了研究充填混凝土窄幅钢箱连续组合梁负弯矩区的弯曲性能,以及栓钉间距、配筋率对连续组合梁负弯矩区混凝土翼板抗裂性能、裂缝开展和宽度的影响,完成3根反向加载的简支组合梁的静力加载试验;考虑翼板混凝土收缩应力的影响,推导出连... 为了研究充填混凝土窄幅钢箱连续组合梁负弯矩区的弯曲性能,以及栓钉间距、配筋率对连续组合梁负弯矩区混凝土翼板抗裂性能、裂缝开展和宽度的影响,完成3根反向加载的简支组合梁的静力加载试验;考虑翼板混凝土收缩应力的影响,推导出连续组合梁负弯矩区翼板开裂弯矩理论计算公式。试验结果表明,在较低荷载下连续组合梁翼板负弯矩区就会开裂,而发生明显的内力重分布;箍筋间距对裂缝间距有一定的影响,且剪力连接程度和配筋率对连续组合梁负弯矩区裂缝发展以及宽度的影响较明显,适当增加配筋率可以减小组合梁负弯矩区翼板最大裂缝宽度。通过求解组合梁负弯矩区的开裂弯矩,考虑收缩应力的影响能够更准确的控制混凝土的开裂,并对计算值与试验值进行比较,证明这种理论计算式是可行的。 展开更多
关键词 部分充填混凝土窄幅钢箱连续组合梁 负弯矩区 裂缝 栓钉
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部分充填式窄幅钢箱-UHPC组合梁负弯矩下抗剪强度
6
作者 杨彬 郑艳 +1 位作者 莫时旭 檀新宁 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第19期8186-8192,共7页
为研究部分充填式窄幅钢箱-超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)组合梁在负弯矩下的裂缝开展、局部屈曲和竖向抗剪强度,对5根不同UHPC翼板层厚和钢箱不同充填高强混凝土(high strength concrete,HSC)高度的组合梁试... 为研究部分充填式窄幅钢箱-超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)组合梁在负弯矩下的裂缝开展、局部屈曲和竖向抗剪强度,对5根不同UHPC翼板层厚和钢箱不同充填高强混凝土(high strength concrete,HSC)高度的组合梁试件进行反置正向加载,得到了试件在加载过程中的破坏过程、荷载-裂缝宽度曲线、荷载-跨中挠度曲线、跨中应变分布和腹板应力应变等并进行分析。结果表明:相比于普通混凝土(normal concrete,NC)翼板试件,半UHPC和全UHPC翼板试件其抗剪承载力提升不大,仅8.3%和11.6%;相比于未充填试件,半充填和全充填试件其抗剪承载力分别提升了61.7%和87.2%。用UHPC替换部分NC翼板后试件能有效地控制裂缝发展,钢箱内充填HSC能有效地减小腹板局部屈曲。考虑翼板、钢梁和充填HSC对抗剪承载力的贡献,通过分项叠加法确定试件的抗剪承载力计算方法,能较准确地计算试件的抗剪承载力。 展开更多
关键词 钢-混凝土组合梁 充填式窄幅钢箱 UHPC 负弯矩 抗剪强度
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部分充填混凝土窄幅钢箱组合梁抗弯承载力 被引量：9
7
作者 羊海林 莫时旭 +2 位作者 郑艳 李兴科 李胜 《广西大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2015年第1期11-18,共8页
为了研究部分充填混凝土窄幅钢箱连续组合梁负弯矩区抗弯承载力,完成了3根简支组合梁在负弯矩作用下的弯曲性能试验;分析了影响部分填充混凝土窄幅钢箱连续组合梁负弯矩区结构受力性能的主要因素。通过换算截面原理以及混凝土翼板参与... 为了研究部分充填混凝土窄幅钢箱连续组合梁负弯矩区抗弯承载力,完成了3根简支组合梁在负弯矩作用下的弯曲性能试验;分析了影响部分填充混凝土窄幅钢箱连续组合梁负弯矩区结构受力性能的主要因素。通过换算截面原理以及混凝土翼板参与受拉的程度系数m来确定组合梁截面惯性矩与抗弯刚度,推出部分充填混凝土窄幅钢箱连续组合梁负弯矩区的弹性抗弯承载力计算公式;基于简化的塑性理论,得到负弯矩区极限抗弯承载力计算方法,并进行计算值和实测值对比分析。总体而言,充填的混凝土限制了受压部位钢箱的结构变形,能够明显提高钢箱组合梁负弯矩区的弹性工作范围和极限承载力,使钢箱组合梁具有更好的工作性能。 展开更多
关键词 部分充填混凝土窄幅钢箱 连续组合梁 负弯矩区 抗弯承载力
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部分充填钢箱—混凝土组合梁变形计算 被引量：3
8
作者 李兴科 莫时旭 +2 位作者 郑艳 李胜 羊海林 《广西大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2015年第2期298-306,共9页
为研究组合梁负弯矩区的滑移及变形进行了3片不同抗剪连接度的部分充填式钢箱—混凝土组合简支梁试验,观测了在对称集中荷载作用下交界面的相对滑移分布规律和挠度的试验结果。试验结果表明,随着抗剪连接度的增加,滑移逐渐减小且基本上... 为研究组合梁负弯矩区的滑移及变形进行了3片不同抗剪连接度的部分充填式钢箱—混凝土组合简支梁试验,观测了在对称集中荷载作用下交界面的相对滑移分布规律和挠度的试验结果。试验结果表明,随着抗剪连接度的增加,滑移逐渐减小且基本上以跨中为对称点沿梁对称分布。建立了考虑滑移效应的组合梁受力模型,推导出部分充填式钢箱—混凝土组合简支梁交界面的滑移微分方程,针对钢结构设计规范运用刚度折减法计算挠度出现的问题,建议采用有效刚度法,同时将计算结果与试验结果进行了对比分析。对比结果表明,在弹性阶段滑移理论计算值和实测值具有很好的拟合性,弹性阶段以后有一定的误差,有效刚度法计算得到的挠度可以准确描述组合梁的变形。 展开更多
关键词 部分充填钢箱—混凝土组合梁 负弯矩区 滑移 挠度 有效刚度法
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部分充填混凝土钢箱连续梁抗弯性能研究 被引量：5
9
作者 郑艳 袁成 +2 位作者 李胜 蒋熠 莫时旭 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2014年第3期367-372,共6页
为研究部分充填混凝土钢箱连续梁抗弯性能,对2个两跨部分充填混凝土钢箱连续梁和1个空钢箱连续梁试件进行了静力试验研究,获得了试验梁变形发展、截面应变发展、破坏特征等方面试验数据.试验结果表明,部分充填混凝土连续钢箱试验梁的极... 为研究部分充填混凝土钢箱连续梁抗弯性能,对2个两跨部分充填混凝土钢箱连续梁和1个空钢箱连续梁试件进行了静力试验研究,获得了试验梁变形发展、截面应变发展、破坏特征等方面试验数据.试验结果表明,部分充填混凝土连续钢箱试验梁的极限承载力是钢箱连续试验梁的1.9倍,延性也增加了大约5倍.提出了部分充填混凝土钢箱连续梁截面抗弯强度计算公式,计算结果与试验结果吻合良好.利用计算公式对连续梁截面强度影响的主要参数进行了分析,表明增大受拉区钢箱翼板厚度,对于提高梁的抗弯承载能力效率最高. 展开更多
关键词 组合梁 部分充填混凝土钢箱梁 连续梁 抗弯强度
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