鋼混凝土組合梁正彎矩區(qū)截面的組合抗剪性能

摘要:為研究鋼混凝土組合梁正彎矩區(qū)的復(fù)合抗剪能力,對16根密實(shí)截面鋼混凝土組合梁的組合抗剪性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究。試件全部簡支,跨中兩點(diǎn)對稱單調(diào)靜力加載。試驗(yàn)結(jié)果表明,鋼混凝土組合梁截面的組合抗剪承載力為現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范計算值的1.06～2.88倍;為同剪跨比(剪跨比為1.0和2.0時)純鋼梁的1.26～1.72倍?；炷烈戆鍖M合梁的抗剪承載力有明顯的貢獻(xiàn)。組合梁的破壞形態(tài)不僅與組合梁的剪跨比有關(guān),而且與鋼梁的剪跨比有關(guān)。

關(guān)鍵詞:鋼混凝土組合梁;組合抗剪性能;混凝土翼板作用;剪跨比

近年來,鋼混凝土組合梁結(jié)構(gòu)在我國發(fā)展很快,在建筑和橋梁結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域已經(jīng)得到越來越多的應(yīng)用[1]。鋼梁通過連接件與鋼筋混凝土翼板組合后,其抗彎強(qiáng)度和剛度顯著提高。由于組合梁的鋼梁部分比相應(yīng)純鋼梁的腹板高度小,故在某些情況下(如采用寬翼緣H型鋼或剪跨比較小的情況),組合梁的剪力有可能起控制作用,可能出現(xiàn)僅僅依靠組合梁鋼梁腹板抗剪不足的情況。

目前各國有關(guān)規(guī)范都規(guī)定按塑性理論設(shè)計時,組合截面的豎向抗剪計算均不計混凝土翼緣部分的
影響,僅考慮鋼梁腹板的抗剪作用。

文[2～4]試驗(yàn)研究表明,混凝土翼板占總抗剪能力20%左右;對于纖細(xì)截面(按歐洲規(guī)范4為第四類截面)組合梁,混凝土翼板占總抗剪能力高達(dá)50%[5]。文[6]研究表明,鋼混凝土組合梁中,鋼梁腹板僅占總抗剪能力的60%～70%。在剪力起主要控制作用的情況下,單純依靠加大腹板的厚度是不經(jīng)濟(jì)的。事實(shí)上,鋼梁和混凝土翼緣通過連接件連成整體共同工作,截面抗彎按整體截面考慮,抗剪也可以按組合作用來考慮。因此,對鋼混凝土組合梁的組合抗剪作用進(jìn)行試驗(yàn)研究,有利于進(jìn)一步提高組合梁的經(jīng)濟(jì)效益。

本文主要介紹關(guān)于鋼混凝土組合梁抗剪試驗(yàn)的基本情況和主要試驗(yàn)結(jié)果。

1試驗(yàn)

1.1試驗(yàn)參數(shù)

試驗(yàn)共設(shè)計鋼混凝土簡支組合梁試件16個。主要改變的參數(shù)有組合梁的剪跨比λ、混凝土翼板
的厚度hf和寬度be。試驗(yàn)僅考慮密實(shí)截面組合梁(鋼梁板件寬厚比滿足塑性設(shè)計要求的組合梁),翼板混凝土為普通混凝土。為了對比,專門設(shè)計純鋼梁試件2個,純鋼梁的截面尺寸同組合梁的鋼梁截面尺寸。鋼梁翼緣的屈服強(qiáng)度ff=273MPa,鋼梁腹板的屈服強(qiáng)度fw=340MPa。各試件參數(shù)變化如表1、表2所示。其中fcu表示混凝土立方體(150mm× 150mm×150mm)強(qiáng)度,參數(shù)a,b見圖1所示。