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组合梁是通过栓钉连接件将混凝土和钢梁组合起来共同承重的横向承重构件,由于其独特的优点,在高层建筑、工业厂房中已经得到了较广泛地运用。将高强混凝土运用到组合结构中能够更好地发挥混凝土抗压、钢梁受拉的材料特性,然而对于钢-高强混凝土组合梁的受力性能以及高强混凝土中栓钉连接件的受力性能研究还不够充分,需进一步进行研究。
本文进行了3根钢-混凝土组合梁(1根普通混凝土组合梁、2根高强混凝土组合梁)和15个推出试验的静载试验,主要对混凝土强度对组合梁的受弯承载力及延性性能进行了研究,同时考虑了混凝土强度、栓钉直径以及栓钉的长细比对栓钉连接件抗剪承载力的影响。试验研究表明:当混凝土强度等级从45.9MPa增加到63.1MPa时,组合梁的极限抗弯承载力有一定的提高,但混凝土强度等级从63.1MPa增加到78.3MPa时,其对极限抗弯承载力的影响可以忽略;钢-高强混凝土组合梁的极限滑移值随着混凝土强度的提高而减小。栓钉连接件的抗剪承载力随着混凝土强度的提高而提高,但不是无限制的上升,存在一上限值;而栓钉连接件的延性随着混凝土强度的提高而降低,刚度则得到提高;栓钉连接件的长细比h/d≤6时,其对栓钉连接件的抗剪承载力的影响不可忽略。
在试验研究的基础上,本文给出了考虑栓钉长细比影响的栓钉连接件的承载力计算公式。同时,运用解析法对钢.高强混凝土组合梁的弹性受弯承载力计算公式进行了推导,结果表明:滑移效应对弹性受弯承载力的影响主要与组合特征值α相关;当组合特征值α≥0.003时可以忽略其对弹性受弯承载力的影响。本文还运用简化塑性理论对钢-高强混凝土组合梁的塑性抗弯承载力公式进行了推导,结果表明,简化塑性理论对钢-高强混凝土组合梁同样适用。最后,对高强混凝土组合梁的延性进行了研究,试验表明,钢-高强混凝土组合梁的延性要较普通混凝土组合梁好。