工字型钢_混凝土组合梁受弯性能数值分析

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1、第43卷第7期建筑结构Vol．43No．72013年4月上BuildingStructureApr．2013工字型钢-混凝土组合梁受弯性能数值分析1，21，2111杨哲光，刘忠，朱智俊，谭良斌，朱勇杰(1湘潭大学土木工程与力学学院，湘潭411105;2湘潭大学流变力学研究所，湘潭411105)［摘要］针对工字型钢-混凝土组合梁的受弯性能，建立了三维有限元数值分析模型，对试验全过程进行了非线性数值模拟，计算结果与试验数据吻合较好。利用该模型，分析了工字型钢-混凝土组合梁的受力变形机理，探讨了钢梁强度等级、混凝土强度等级、钢梁腹板厚度、混凝土板厚度及纵横向配筋率等对组

2、合梁受弯性能的影响，为工程设计提供参考依据。［关键词］组合梁;受弯性能;界面滑移;有限元分析中图分类号:TU398文献标识码:A文章编号:1002-848X(2013)07-0077-05NumericalanalysisonflexuralbehaviorofI-shapedsteel-concretecompositebeams1，21，2111YangZheguang，LiuZhong，ZhuZhijun，TanLiangbin，ZhuYongjie(1CollegeofCivilEngineering＆Mechanics，XiangtanUniversit

3、y，Xiangtan411105，China;2InstituteofRheological，XiangtanUniversity，Xiangtan411105，China)Abstract:Three-dimensionalmodelofI-shapedsteel-concretecompositebeamswasestablishedinordertoresearchtheflexuralbehaviorofcompositebeams．Thewholeexperimentprocesswassimulatednonlinearly．Comparisonsbe

4、tweentheexperimentanalysisandcalculatedresultsshowedgoodcorrelation．TheforcemechanismofI-shapedsteel-concretebeamswasanalyzed．Theeffectsofthemainparameters，suchassteelstrengthgrade，concretestrengthgrade，steelwebsthickness，concreteplatethicknessandreinforcementratio，onflexuralbehaviorw

5、ereanalyzedbyusingthepresentedmodel．Theresultsderivedfromanalysisprovidesomeusefulreferencesforengineeringdesign．Keywords:compositebeam;flexuralbehavior;interfaceslip;finiteelementanalysis0引言值模拟，研究了主要参数对组合梁受弯性能的影响，工字型钢-混凝土组合梁是通过剪力连接件将为工程设计提供了参考。钢筋混凝土板与钢梁组合成整体，共同受力、协调变1工字型钢-混凝土组合梁有限元模型

6、形的一种新型组合结构。该组合梁具有承载力高、1.1试验概述［8］刚度大、截面小、延性和抗震性能好等优点，在大跨聂建国等人针对高强工字型钢-混凝土组合［1-3］。数值方梁受弯性能进行了系列的试验研究。本文选取其中度结构和高层房屋结构中被广泛使用的4根试件作为研究对象，试件均是以栓钉为完全法模拟组合梁非线性在国内外均有大量尝试。Silva［4］剪力连接件的四点弯曲简支梁。试件的构造及基本等建立了带有接触单元的有限元模型，进行了组参数分别如图1和表1所示。合梁线性静力分析，并重点研究了模型的收敛性和［5］滑移问题。Alessandro等建立了三种不同的有限试件主要参数表

7、1元模型，来研究部分剪力连接组合梁在受弯或受弯试件编号fcu/MPaρst/%栓钉/mmnrfyf/MPafyw/MPa［6］SCB3652.53剪作用下的模拟效果。ChungKF等对高强材料1.66210×50@801.41409.8349.3SCB3762.02柔性剪力连接组合梁进行了数值模拟，并针对抗弯SCB4050.361.95210×50@801.40435.7501.4承载力进行了参数分析。吴礼华等［7］分析了高强SCB4164.48材料组合梁在不同截面不同材料强度组合下抗弯承注:fcu为混凝土立方体抗压强度实测值;ρst为混凝土板横向钢筋的全截面

8、配筋率;n