滑移效应对钢-混凝土组合梁的影响综述

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1、学兔兔www.xuetutu.com2013年5月第5期城市道桥与防洪桥梁结构87滑移效应对钢一混凝土组合梁的影响综述张永康，高晓明(无锡市政设计研究院有限公司，江苏无锡214072)摘要：近年来，钢一混凝土组合梁在桥梁中的应用越来越广泛。但是长期以来，钢一混凝土组合梁的计算以换算截面法为主，均未考虑滑移这一不利因素。该文总结了聂建国等提出的考虑滑移效应的钢一混凝土组合梁变形和强度计算方法，并介绍了其基本推导过程。关键词：滑移效应；钢一混凝土组合梁；变形计算公式；折减刚度法；强度计算公式中图分类

2、号：U441文献标识码：A文章编号：1009—7716(2013)05—0087—030引言钢一混凝土组合结构是继钢结构、混凝土结构后出现的一种新型结构，它吸取了钢结构和混——兰——————啼上—-．：凝土结构的优点、避免了各自的缺点，成为高层和1／21／2-44．．．g大跨结构中广为采用的结构型式。在采用栓钉等柔性抗剪连接件的钢一混凝土组合梁的交界面上存在相对滑移变形，它不仅使梁的挠度增大，而且还使组合梁截面的弹性抗弯强度减小，现行换算截面法尚未考虑这一不利影响。本文对考虑滑移效应的钢一混凝土

3、组合梁的强度和变形的计算方法做了总结和介绍。1考虑滑移的钢一混凝土组合梁变形计算的一般公式图1简支钢．混凝土组合梁及其截面、微段梁变形模型钢一混凝土组合梁的显著优点之一是承载力1．1推导内力平衡相关方程高、刚度大，应用于实际工程时往往采用比较大的由假设(1)可得：跨高比，因此精确地确定组合梁的挠度使其满足pv=KS(1)正常使用极限状态下的要求尤为重要。实验结果由水平内力的平衡可得：表明，按现行换算截面法得到的组合梁变形计算值小于实测值，这意味着用换算截面法计算组合x=O_dc=Iv(2)d梁的

4、变形偏于不安全，应当引起组合梁设计人员分别对钢梁和混凝土左侧形心取矩，可得：的注意。聂建国等提出了一个计算滑移引起的附加变一+(+)一rdx譬一=0(3)形的公式，其基本假定为：(1)交接面上的水平剪Ms—Ms+(Vs+rdx)dx—rdx=0(4)力与相对滑移成正比；(2)钢梁和混凝土翼缘具有相同的曲率。另外考虑到钢一混凝土组合梁在使两侧同除以就可以得到：用荷载作用下，其钢梁处于弹性工作阶段，混凝土警+Vc=争一孚(5)翼缘的最大压应变也位于应力一应变曲线的上升段，这已被大量实验和数值计算结果

5、所证实。因+=争一字(6)此，为了简化起见，在分析滑移效应时可以近似地又由竖向力平衡可得：将组合梁作为弹性体来考虑(见图1)。+=P／2(7)针对简支钢一混凝土组合梁受跨中集中荷载由(5)、(6)及(7)式可得钢梁弯矩、混凝土翼作用下变形公式推导如下：缘弯矩、剪力和荷载之间的关系：收稿日期：2013—02—21作者简介：张永康(1987一)，男，山东菏泽人，助理工程师，从掣++：十十一一—一(8)。事桥梁工程设计工作。学兔兔www.xuetutu.com88桥梁结构城市道桥与防洪2013年5月第

6、5期1．2推导变形相关方程由假设(2)可得：器／o=lI：E：(9)Ec一s混凝土底部拉应变和钢梁顶部拉应变分别为：Io_訾一鲁(10)A。+(争)一奇一⋯)A0A。A同样的方法可以求得跨中两点对称加载和均交界面上相对滑移为：布荷载作用下滑移效应引起的附加挠度的计算公sl-￡警一击一面nC(12)式，如下：1．3变形方程和力的平衡方程的联系将(9)式代人(8)式，并考虑(1)式可得：掣：一(KSh／p-P／一2)E，n(13)⋯122)对(12)式求导，并将(13)式和(2)式代人可得关于滑移的

7、微分方程：考虑到作用在梁上的并非理想的均布荷载或Js”：旦P_(14)集中荷载，有必要建立一个统一的公式计算滑移效应引起的附加挠度。以推导出的均布荷载作用求解(14)式，并将边界条件

8、s(=0)和s(=)下挠度计算公式为基础，可得到适用于一般荷载代入，便得到解：情况的考虑滑移效应的挠度一般计算公式为：仰‘12一)s=(15)——(21)所以滑移应变为：式中：k是荷载型式和剪力连接程度修正系-'=otflP(-e'=~)￡-(-1e一数，可按下式确定；均布荷载q可按支座截面剪力2+e)考虑滑移效应

9、的截面应变分布如图2实线所等效的原则确定。示。于是，可得到引起的附加曲率为：k1=1+3．75(IJnl+1)(1／)／(22)DIf(16)△===辛2考虑滑移的钢一混凝土组合梁变形计算的折减刚度法为了得到更简洁的表达形式，聂建国等又在考虑滑移效应的钢一混凝土组合梁挠度计算的一般公式基础上提出了一种新的方法：折减刚度法。跨中集中荷载作用：fi=黑(23)zj两点对称荷载作用：根据结构力学中计算位移的虚功原理可得到=滑移效应引起的附加挠度：告t2(-}一b)3+3b(L一6)(一6)](24)满