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外包钢组合梁是在冷弯薄壁型钢或是焊接而成的钢槽内浇灌混凝土,并通过完全剪切连接的连接件使两者共同工作的一种新型组合梁。它充分利用了混凝土和钢两种材料不同的受力性能,除具有同型钢混凝土梁一样的承载力高、延性好、综合经济指标较高等优点外,它的稳定性、刚度及延性远优于型钢混凝土梁:而且其外包钢梁己起到了钢筋混凝土的受力纵筋,钢箍和模板等综合作用,因而又具有造价低、工期短等优点,近年来受到研究者和工程建设者的重视。本文在参考大量国内外关于组合梁结构研究成果的基础上,分析了T形截面外包钢组合梁的受力特性。
根据弹性换算截面法和传统塑性分析理论对外包钢组合梁正截面受弯承载力进行了理论分析。
基于ANSYS程序,以所进行的简支外包钢组合梁受力性能试验为依据,建立了外包钢组合梁的非线性有限元模型,建模时重点解决了混凝土非线性本构关系的选用,钢筋、混凝土以及外包钢梁分离式建模方法、钢梁与混凝土粘结滑移关系的处理等关键性技术问题。并运用该模型对T形截面外包钢组合梁受力和变形方面从加载到破坏的全过程进行了分析,得到了组合梁极限承载力、挠度、钢梁及混凝土应力应变等结果。
利用有限元分析结果对外包钢组合梁的受力性能和破坏机理进行了分析,并且分析了模型参数对组合梁受力性能的影响。将计算数据同理论分析结果及试验结果进行对比,具有较好的一致性,说明建立的有限元模型能合理分析外包钢组合梁的受力状况。