部分充填式钢箱-混凝土组合梁负弯矩下抗裂性能

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部分充填式钢箱-混凝土组合梁是基于传统钢箱-混凝土连续组合梁中支座负弯矩区因混凝土翼板开裂而导致抗弯能力、抗扭刚度以及局部稳定性不足的特点,提出来的一种新型组合截面梁。该类新型组合截面梁较之传统的钢—混凝土组合梁,负弯矩局部稳定性和整体稳定性增强、截面抗弯和抗剪能力提高、截面转动性能改善、施工工序优化、综合经济效益提高等优点。  受国家自然科学基金项目资助,为研究部分充填式钢箱-混凝土连续组合梁中支座负弯矩区的受力性能,本次研究完成了6根部分充填式钢箱-混凝土简支组合梁反向加载的静载试验,研究混凝土翼板配筋率、抗剪连接度、充填混凝土与钢箱连接方式等参数对结构受力性能的影响,试验中详细观察了试验梁破坏特征、裂缝开展过程,实测了控制截面荷载-挠度曲线、荷载-应变曲线和荷载-滑移曲线。试验研究和理论分析主要结论如下:  (1)试验梁的受力过程分为:全截面弹性阶段,翼板开裂后的线性阶段,弹塑性阶段和塑性破坏阶段。当加载接近极限荷载时,试验梁的破坏有预兆,表现出了良好的延性,属于塑性破坏。当荷载接近0.8Pu之前,钢箱与钢筋应变在截面沿梁高度基本呈线性分布,基本服从平截面假定。  (2)当剪力度大于0.75时,部分充填式钢箱-混凝土组合梁的抗弯刚度和极限承载力受抗剪连接程度的影响不大。  (3)部分充填式钢箱-混凝土组合梁按塑性方法计算试验梁的极限承载能力,6根试验梁的极限承载力与计算值吻合良好,试验梁PSCB5由于过早发生跨中腹板屈曲,实测承载力只有计算值的0.79倍。  (4)混凝土配筋率、抗剪连接度、钢箱内充填混凝土的密实性、栓钉数量及布置方式,对部分充填式钢箱-混凝土组合梁开裂有影响。其中配筋率对开裂影响最大,配筋率高的试件裂缝发展速率相对缓慢,裂缝间距较小。当配筋率合理时,给出了此类组合梁裂缝宽度的计算方法。
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