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预应力钢-混凝土叠合连续梁是一种受力合理、性能优良、施工迅捷而又经济的组合结构。迄今为止,国内外学者对预应力钢-混凝土叠合梁的研究还不充分,理论体系还不完善,国内现行设计规范也没有相应的条款,这大大影响了这种性能优良的结构体系的工程应用。
本文通过对国内外现有文献的收集整理分析研究,进行了“反压平弯梁法”施加预应力的试验加载研究和预应力钢-混凝土叠合梁ABAQUS有限元程序的模型数值模拟研究;通过改变预加力大小、焊钉剪力连接件的间距、受拉主筋的配筋、混凝土翼板的厚度和宽度等参数,分析、探讨了预加力作用下预应力钢-混凝土叠合梁负弯矩区混凝土板裂缝的出现、分布及发展的规律和特征;同时依据本课题的上一阶段的试验数据,进行了预应力与非预应力钢-混凝土叠合梁裂缝控制效果的对比研究,得到以下主要结论:
1.由试验验证了通过计算机辅助分析方法确定结构设计参数的影响因子在技术上是可行的。
2.“反压平弯梁法”施加预加力技术对于改善和提高钢-混凝土连续叠合梁负弯矩区混凝土板的抗裂性能是明显的。
3.预应力钢-混凝土连续梁叠合中,引入预加力可以对结构产生延迟混凝土开裂、减小变形、扩大叠合梁弹性工作范围等诸多有利效应,但同时轴向力作用却增加了钢梁腹板局部失稳的可能性,影响了结该区域的混凝土板抗裂性能。
4.“反压平弯梁法”施加预加力后钢-混凝土连续叠合梁负弯矩区混凝土板的第一条裂缝总是在跨中截面附近混凝土翼板顶面出现,且大部分为贯穿裂缝;出现的“主裂缝”总共有3-4条且集中于跨中部位350mm范围内。
5.通过改变预应力钢-混凝土连续叠合梁的预加力大小、焊钉剪力连接件的间距、受拉主筋的配筋、混凝土翼板的厚度和宽度等参数来控制负弯矩区混凝土板的开裂是可行的。