考虑滑移效应的组合梁的理论分析与试验研究

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组合梁由于其良好的整体性能和经济效益,在目前的建筑及桥梁结构领域得到了广泛的应用。界面滑移效应使其挠度增大,而在工程设计中,组合梁的挠度验算是主要矛盾,由此带来的设计问题因而也成为了关注的热点。当前组合梁挠度计算方法还有待改进,对于连接程度和挠度之间的直接影响关系没有精确的分析,影响组合梁挠度的具有明确物理意义的关键参数亦未有定论,而找出这个关键参数对组合梁考虑滑移效应下变形规律的深入研究有很大的益处。本论文从组合梁基本原理入手,演绎了力学基本微分方程的建立、求解全过程,得出在三种荷载情况下微分方程的解析解;进而经由曲率方程直接二次积分给出了在三种荷载下的组合梁理论位移计算公式,和国内少数文献相比更为严格、简练,有现实意义;在此基础上采用数值分析和数据拟合的方法,选定合适的自变量,提出了考虑界面滑移的组合梁截面刚度修正系数的表达式,该表达式顺应设计者习惯、简单明了、物理意义明确并能满足设计精度的要求,同时还探讨了影响组合梁挠度的主要参数;针对部分抗剪连接组合梁,提出了挠度增大系数的表达式,形式直观、计算简便,基本满足工程设计精度要求,同时它还给出了某一根组合梁按不同连接程度来设计时其挠度的变化全过程规律,视野很宽,对设计者有启示效果;最后以观察试件的受力和变形全过程、理解构件的破坏机理及验证基本理论假设和所提公式为目的,本文还进行了不同形式的钢—混凝土组合梁的试验研究,测试内容包括应变、滑移、挠度及特征荷载等,试验结果与本文理论分析结果基本吻合,同时累积的一些试验资料也为进一步的理论建设打下了基础。
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