钢-混凝土组合与叠合梁静力性能试验研究

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1、密级：公开工学硕士学位论文钢-混凝土组合与叠合梁静力性能试验研究ExperimentalStudyontheStaticBehaviorofSteel-ConcreteCompositeandLaminatedBeam培养单位：土木工程学院专业：桥梁与隧道工程研究生：王园园指导教师：段树金教授李勇博士二○一八年六月独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得石家庄铁道大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献

2、均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：关于论文使用授权的说明本人完全了解石家庄铁道大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅，同意学校将论文加入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》和编入《中国学位论文全文数据库》。本人授权石家庄铁道大学，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。(保密的论文在解密后应遵守此规定)作者签名：日期：导师签名：日期：摘要钢-混凝土组合与叠合梁由钢筋混凝土顶板（简称上层梁）、带上下翼缘的钢腹板、混凝土底板和连接件组成，其中钢筋混凝土顶板与钢梁上翼缘用抗拔不抗剪连

3、接件连接，形成叠合界面；而钢梁下翼缘与混凝土底板由普通栓钉连接，形成组合界面（简称下层梁）。这种抗拔不抗剪连接件只应用于连续组合梁的负弯矩区叠合界面，而在正弯矩区的连接件仍采用传统的抗拔抗剪的连接件形式。本文通过对简支钢-混凝土组合与叠合梁的理论分析和模型试验，对负弯矩作用下组合与叠合梁的静力特性进行了较为系统的研究。完成的主要工作如下：考虑叠合面摩擦抵抗作用但不能分离，理论分析得到了的截面弯曲刚度；运用基本力学方法对钢-混凝土组合与叠合梁的叠合界面滑移效应进行了理论分析，推导得到叠合界面在均布荷载和集中荷载分别作用下的滑移公式和滑移应变公式，并通过算例分析了在弹性阶段钢-混凝土组合与叠合梁在

4、均布荷载和集中荷载分别作用下叠合界面的滑移特点；根据组合与叠合梁的工作特点，得出组合与叠合梁负弯矩区截面的开裂弯矩和弹性极限弯矩的计算方法；考虑钢材和混凝土的材料塑性，得出组合与叠合梁负弯矩区截面的受弯承载力计算方法。开展了2片简支组合与叠合梁和1片简支组合梁的反向静力加载试验，测得了各试验梁截面应变分布、挠度、钢筋混凝土顶板开裂、叠合面滑移随荷载的变化规律，得到了开裂荷载、屈服荷载、极限荷载等特征值。对比分析组合梁试验结果与组合与叠合梁的试验结果；对试验结果的抗弯承载力和理论推导的承载力进行相互验证。通过试验数据和理论分析表明组合与叠合梁在几乎不削弱负弯矩区截面整体刚度和弹性极限承载力的同时

5、，可显著提高负弯矩区钢筋混凝土顶板的抗裂性能，特别适用于连续梁结构的负弯矩区。关键词：组合与叠合梁，负弯矩区，叠合界面，滑移，承载力，刚度，抗拔不抗剪栓钉AbstractAsteel-concretecompositeandlaminatiedbeamconsistsofreinforcedconcreteroof,steelwebswiththeupperandlowerflange,concretefloorandconnectors,whereintheupperflangeofthesteelbeamandtheconcreteroofwithupliftrestricted-slip

6、freeconnectorstoformalaminatedinterface;andthebottomflangeofsteelbeamandconcreteslabbyordinarystudconnectors,formacompositeinterface.Theupliftrestricted-slipfreeconnectorisappliedonlytothelaminatedinterfaceofthenegativemomentareaofcontinuouscompositebeams,whiletheconnectionsinpositivebendingareaares

7、tillintheformoftraditionalupliftshearconnectors.Basedontheoreticalanalysisandmodeltestofsimplysupportedsteel-concretecompositeandlaminatiedbeams,thestaticcharacteristicsofthebeamsundernegativebendingm