08帽型截面钢-混凝土组合梁的试验研究.pdf

第 卷 第“期建筑结构 年“月 浙江杭萧钢构股份有限公司承担的国家经贸委 “高层建筑钢混凝 土组合结构开发及产业化” 项目的子课题。 帽型截面钢 混凝土组合梁的试验研究 宗周红 0 / 6 2 0 ;- 2 ;, 0 / , 0 ; 2 ; 0 3/ , - , 6 1. - ; 6 2 ，0 6 0 1 , 0 ;, 5 / 6 , 6 07 0 2 ; 6 2 4 4 0 2 ,- 2 ; , 9 0 3 / , 2 0 - , 6 07 0 2 ; 6 2 4 4 0 2 , * 9 04 - 6 25 - 3 - 4 0 , 0 3 /，6 2 1 . ; 6 2 0 4 0 , 3 6 1 1 9 - 3 - 1 , 0 3 6 / , 6 1 /，1 2 1 3 0 , 0 / , 3 0 2 , 9，- 2 ;, 9 0 3 - , 6 A / 5 - 2, 9 0 6 9 ,，8 0 3 01 2 / 6 ; 0 3 0 ; * 9 01 9 - 2 0 / A . - ; ; 0 A . 0 1 , 6 23 0 . - , 6 2 / 9 6 5 /，, 9 0 . - ; / . 6 53 0 . - , 6 2 / 9 6 5 / - . 2 , 9 0 / 5 - 2 A 7 0 - 4- 2 ;, 9 0 / , 3 - 6 2; 6 / , 3 6 7 , 6 2- . 2 , 9 09 0 6 9 , A 1 4 5 / 6 , 0 / 0 1 , 6 2- 3 0 - 2 - . B C 0 ; * 9 0 A - 6 . 3 04 ; 0 - 2 ; , 9 0 . , 6 4 - , 0 / , 3 0 2 ） “ 8 （） “9 （） “9 “ 8 9 8 ’ 4 7 A （） “9 （） “9 “; 9 8 ’ 4 / A “ ; ; “; ; .. ; ; , ; ; 78 9 * . ; - .; , - ; -; ; “ ; .; “ “; ; , , 78 9 * “ ; . ; ; ; ; “ . ; . ; “ ; . “; “ 78 9 * -; - “ ; . ; -,; “ . ; . ,; ; , ; . “; 78 9 * , . -; ; “; - ,; “ ; - ; “ ; “ ; ; 78 9 * “ . -; ; - ; .,; ; . ; “ ; “ -; “ ; , 78 9 * ; - ,; - ; ; ; “; .; , -; ; , 78 9 * ; “ . ; - ; “,; , ; . - ; “ ,; , ; ,; 负弯矩作用帽梁弯矩实测与计算值表“ 试件 编号 “/ 2 3 （4 56） “0 3 （4 56） “/ 2 / （4 56） “0 / （4 56） “/ 2 / “/ 2 3 “0 / “0 3 7 8 9 * “ , -; ; ; ,; ; “ 7 8 9 * - , .; ; , . -; ; ; , “ 7 8 9 * .“ - - ; “ ; - ; , ; - .; , , 7 8 9 * ; - ; “ ; ; ,; , , , 和实测结果相比， 正弯矩作用帽梁弹性极限荷载 计算值大于实测值， 而弹性荷载对应的理论挠度又小 于实测值， 表明计算的截面刚度大于实际的刚度， 原因 之一可能是理论简化模型中混凝土顶板按照全部受压 考虑， 而实际在钢梁受拉翼缘屈服时混凝土顶板的底 面就可能开裂了。在极限状态下， 理论计算结果与实 测结果较为吻合， 表明本文的极限状态计算理论是可 行的。在负弯矩区， 实测开裂荷载是根据截面上混凝 土应变值 （而非出现裂缝时刻） 来进行判断， 比较准确， 开裂荷载的计算值与实测值吻合较好； 在极限状态下， 由于允许钢材出现塑性变形， 截面转动能力有所增强， 因而实测值大于理论值； 根据以往其他类型组合梁的 理论分析与实测对比分析的经验， 一般将负弯矩截面 的极限荷载理论值乘以一个截面转动延性增大系数 - ， 就和实测值比较接近。 从上述应力和变形计算结果来看， 将开口截面钢 梁等效成工字型截面钢梁进行计算， 对于受弯截面的 应力、 变形计算和实测结果较为吻合， 表明这种等效基 本是合理的； 但是对于截面的横向刚度、 抗扭刚度的计 算， 这种等效显然是不合适的， 将大大低于实际刚度。 帽型截面组合梁和普通工字型截面组合梁的区别 除了上述横向和抗扭刚度的差别外， 帽梁内部混凝土 的作用不应被忽视。内部填充混凝土除了增强整体刚 度外， 还可以有效地防止钢梁的局部屈曲， 减小钢梁加 .标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 劲肋的设置， 对于抗火也有一定的作用， 不利之处是增 加了结构自重和造价。此外， 本文模型中， 钢梁内部没 有设置加劲肋或剪力连接构造， 钢梁内部与混凝土仅 靠摩擦连接， 显然是比较薄弱的， 有可能导致混凝土与 钢梁变形不同步 （我们未能测试内部混凝土的应变） ， 这也可能是正弯矩区弹性计算结果偏大的原因之一。 在钢梁内部由于混凝土的存在 （尽管混凝土已经开 裂） ， 钢梁腹板在上下端和内部受到约束， 内部又没有 连接件保证钢与混凝土共同作用， 钢腹板只能侧向鼓 出， 这与受压局部屈曲是根本不同的。 钢梁内部填充多少混凝土， 钢梁内部是否采取必 要的构造措施增强钢与混凝土之间的共同作用等问 题， 需要进一步的试验研究和理论分析。 五、 结论 （） 在极限荷载作用下， 正弯矩作用受压混凝土接 近极限压应变， 钢梁上下翼缘都已进入屈服， 钢梁腹板 内部混凝土开裂退出工作； 负弯矩区混凝土板中非预 应力钢筋屈服并进入流变阶段， 而预应力钢筋在极限 状态下并未屈服， 钢梁上下翼缘也全部屈服， 腹板内部 混凝土大部分开裂而退出工作； 由于腹板内部混凝土 的约束， 正负弯矩作用钢梁没有发生明显的局部屈曲。 （“） 正弯矩作用帽梁的极限挠度和屈服挠度之比 都在 以上， 表明帽型截面组合梁具有良好的延性； 其弯曲极限强度与屈服强度之比大部分在 8; 9 9 3 1 3 8 9 93 7 ; 2 9A 8 2 B C 9 ; , . 8 0 3 0 8 5 D 1 C 2 1 9 9 8 2 1 CE 1 9 8 1 5 2 1 5 ，E F G . D，“ ， （）, * H 2 I 5 7 F，J 9 2K，4 5 6 5 7 0 8 5L，9 8 9 ; 8 9 ; ; 9 BA 9 5 7 ; 8 9 1 C / 9 1 9 B 2 /9 N 9 8 1 5 . 8 0 3 0 8 5 D 1 C 2 1 9 9 8 2 1 C，F . P D，“ ， “ ’ （Q） , ’ 林于东， 宗周红,帽型截面钢混凝土组合梁受弯强度,工业建筑， “ “， “ （Q） “ “ “ “ , 第三届空间结构优秀工程奖 福建漳州后石电厂煤仓球面网壳是直径为 “ ’ - 7的 双层球形网壳， 螺栓球节点， 为目前国内同类结构中最大的， 用钢量仅为“ ’ 6 C／7 “。施工中根据工程特点采用小单元 和单体相结合的高空散装方案， 利用自制的小型吊具 （独脚 扒杆） 结合汽车起重机进行吊装， 节省了大量的施工费用。 （获奖单位 徐州飞虹网架 （集团） 公司、 哈尔滨工业大学 建筑设计研究院） 虹口足球场悬挑索桁结构是中国第一个专用足球比赛 场， 屋盖平面呈椭圆形， 轮廓尺寸为“ 7R“ 7， 可容纳观 众 ’ 人。结构形式为径向索桁结构和三角形环向钢管 桁架组成的大悬挑空间钢管屋盖结构。节点采用大直径钢 管空间相贯节点， 传力路线明确、 构造简单、 并进行了足尺实 验研究。 （获奖单位 上海建筑设计研究院）