部分剪力连接简支组合梁的混凝土翼缘有效宽度有限元分析

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1、第37卷第5期四川建筑科学研究2011年l0月SichuanBuildingScience29部分剪力连接简支组合梁的混凝土翼缘有效宽度有限元分析许兰兰，胡夏闽(1．江苏广播电视大学建工系，江苏南京210036；2．南京工业大学土木工程学院，江苏南京210009)摘要：采用ANSYS有限元软件对部分剪力连接简支组合梁混凝土翼缘的有效宽度进行了系统的研究，探讨了荷载类型、剪力连接度、组合梁的宽跨比、混凝土板厚度等因素对组合梁有效宽度的影响，以及有效宽度沿组合梁跨度方向的变化关系。结果表明，组合梁中混

2、凝土板有效宽度随着剪力连接程度的提高而增大，随着宽跨比的增加而减小。最后，拟合出了混凝土有效宽度的计算公式，为有关组合梁的进一步研究提供了依据。关键词：部分剪力连接；简支组合梁；有效宽度；有限元分析中图分类号：TU398文献标识码：A文章编号：1008—1933(2011)05—029—05AnalysisofefectivewidthinpartiallyconnectedsimplysupportedcompositebeamXULanlan．HUXiamin(1．CivilEngineeri

3、ngDepartmentofJiangsuRadio&TelevisionUniversity，Nanjing210036，China；2．CollegeofCivilEngineering，NanjingUniversityofTechnology，Nanjing210009，China)Abstract：Finiteelementmodels(FEM)usingANSYSarecreatedandaparametricstudywa$performedtodeterminethesensiti

4、veparametersafectingtheefectivewidthofthecompositebeams，suchastheratiob／L，degreeofconnectionandthetypeofloading，andaequationwasproposedtocomputetheefectivewidthofthecompositebeams．Theresultscanserveasabasisforfurtherstudyoncompositesteel—concretebeams

5、．Keywords：partialshearconnection；simplysuppoaedcompositebeams；efectivewidth；finiteelementanalysis和弹性抗弯承载力有着直接的影响。O前言关于有效宽度的问题，国内外很多学者已做过目前，钢一混凝土组合梁广泛应用于桥梁结构研究，各国规范中对翼缘有效宽度的取值均有规及工业与民用建筑中，已经有了较为成熟的设计方定I5J。这些规范的共同点都认为，梁的跨度是法。在钢一混凝土组合梁的混凝土翼缘板中存在剪影响翼缘有效宽度

6、的最重要参数，这过于简化了对力滞后现象，引起板中的正应力的不均匀分布。在有效宽度的计算规定。理论和试验研究表明，组合板中线位置正应力最大，沿着板宽向边缘方向逐渐梁的有效宽度除了和梁的跨度相关外，还有很多的减小。在设计中，为简化计算，通常采用有效宽度的影响因素，如剪力连接度、宽跨比、荷载类型、组合梁概念⋯’。所谓有效宽度，也就是在这个宽度范围的几何尺寸和材料强度、配筋率等。本文针对这些内，板中的正应力均匀分布且其值等于混凝土板中影响因素，采用ANSYS有限元分析的方法，对部分应力的最大值。混凝土翼缘

7、有效宽度的确定对于剪力连接简支组合梁混凝土翼缘的有效宽度进行了钢一混凝土组合梁的正确设计来说，是非常重要的。系统的参数研究，最后，拟合出了混凝土有效宽度的一旦确定了有效板宽，就可以计算截面的惯性矩、截计算公式，并通过与有限元方法及规范计算方法的面模量和刚度，可以研究结构中力的分布以及这些对比，说明了公式的准确性。力在构件中所引起的应力，这对组合梁的挠度计算1钢一混凝土简支组合梁翼缘板有效宽度的非线性有限元分析收稿日期：2010—12-23作者简介：许兰兰(1974一)，女，江苏徐州人，工学硕士，讲

8、师，研究方向：结构工程。1．1单元类型及本构关系E—mail：xull@jstvu．edu．ca在本文所建立的有限元模型中，混凝土采用的30四川建筑科学研究第37卷是Solid65单元，钢梁采用的是Solid45单元，栓钉采因素。研究的参数主要有：梁的跨度￡、混凝土板宽用空间二节点梁单元Beam188，而用Combin39单元b、剪力连接度玑荷载类型(均布荷载：用UDL表来模拟混凝土板和钢梁交界面上的滑移。混凝土的示；2点对称作用集中荷载：用2PL表示；3点集中荷应力一应变关系采用