大跨度开口钢箱-混凝土组合箱梁有限元参数分析

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1、第9卷第1期铁道科学与工程学报VOI．9NO．12012年2月JOURNALOFRAILWAYSCIENCEANDENGINEERINGFeb．2012大跨度开口钢箱一混凝土组合箱梁有限元参数分析周凌宇。贺桂超(中南大学土木工程学院，湖南长沙410075)摘要：基于钢一混凝土组合箱梁的试验研究，利用有限梁段法对考虑滑移剪切的组合箱梁进行非线性有限元分析，分析结果与试验结果吻合良好。在此基础上对影响组合箱梁力学性能的主要因素，即剪力连接度、腹板高厚比、力比和初始不平整度等进行有限元参数分析。得到不同设计参数对组合箱梁承载力、刚度、滑移、剪力滞后等力学性能的影响规律。关键词：钢一混凝土组合箱梁

2、；有限元；滑移；参数分析；极限承载力中图分类号：TU317．1；U448．21文献标志码：A文章编号：1672—7029(2012)01—0005—07Parametricanalysisoflong——spansteel——concretecompositeboxbeamZHOULing—yu，HEGui·chao(SchoolofCivilEngineering，CentralSouthUniversity，Changsha410075，China)Abstract：Basedontheexperimentalresearchofsteel—concretecompositeboxbe

3、am，withfiniteelementsoft-wareCBAP1．0，aseriesofcompositeboxbeamsareanalyzedfortheslipandshear．Theresultsofanalysisareingoodagreementwiththoseofexperiments．Onthisbasis，parametricanalysiswithdegreesofshearcoflnee—tion，ratioofheighttothicknessofweb，forcerationandinitialdegreeofnon—plane，whichhaveinflu

4、enceup—onthemechanicperformanceofcompositeboxbeam，isconducted．Itisshownbytheresultthatthedifferentdegreesofshearconnection，ratioofheighttothicknessofwebandinitialdegreeofnon—planehaveagreatim—pactonthestrength，stiffnessandslipofcompositeboxbeam，however，forcerationislesssignificance．Keywords：steel—

5、concretecompositeboxbeam；finiteelement；slip；parametricanalysis；ultimatecapacity钢一混凝土组合箱梁是在钢结构和混凝土结究却很少。组合箱梁剪力连接度、腹板高厚比、力构、薄壁箱梁结构基础上发展起来的一种新型结构比和初始不平整度是影响其静力性能的重要参数。形式，由上部钢筋混凝土板(或预应力混凝土板)钢梁腹板弯曲应力、剪应力和不均匀压应力作用下和下部钢箱梁组成。混凝土板和钢箱梁之间通过的局部屈曲承载能力与高厚比有密切的关系，我国剪力连接件进行连接。由于其具有自重轻、增加有现行国家标准《钢结构设计规范》中关于钢梁在弯效使用

6、空间、减少用钢量、增大结构刚度与稳定性曲应力作用下的强度计算则考虑了截面部分进入的优点，组合箱梁在工程实践中得到广泛应用。塑性状态(直接动力荷载作用除外)，这样将使组目前对于组合梁在抗弯承载力j、纵向抗合梁的计算结果偏于不安全，同时，没有考虑混凝剪J、栓钉连接件的抗剪承载力、刚度和滑移土板对钢梁稳定的有利作用。另一方面，钢梁屈曲效应5-6等理论和试验上进行了比较系统的研究，后强度性能如何，在组合梁的研究中尚属空白。同但主要集中在工字型组合梁上，对于组合箱梁的研时，实际工程中板件不可避免地存在初始挠曲钢梁收稿日期：2012—02—14基金项目：国家自然科学基金资助项目(50708112)作者

7、简介：周凌宇(1973一)，男，湖南长沙人，副教授，博士，从事组合结构的研究与设计6铁道科学与工程学报2012年2月初始挠度将降低组合梁的失稳临界荷载，使组合梁其是当试验加载至后期混凝土开裂时，结构刚度退更容易发生屈曲失稳，同时产生次内力，降低构件化，曲线出现下降段，有限元计算中由于未考虑材承载力。目前尚未有初始挠曲对组合箱梁受力性料退化，导致刚度变化不大。但在模型达到极限承能的研究。载力之前，有限元计算结果与实测值吻合