槽型钢加固混凝土梁力学性能研究.pdf
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1、余琼等 : 槽 型钢加 固混凝土梁力学性能研究 4 3 槽 型钢加 固混凝 土梁 力学性能研 究 余琼, 孙会玲 ( 同济大学结构工程与防灾研究所 , 上海2 O O 0 9 2 J 【 摘要】 从已有的正弯矩试验出发, 参考钢结构设计规范中组合梁理论 , 给出正弯矩和负弯矩塑性分析承 载力公式, 正弯矩理论值与试验值吻合, 负弯矩理论值与试验值相比误差较大 , 因此提出简化的负弯矩计算公式, 并与试验对比, 计算值与试验值吻合, 并指出采用钢结构规范的完全抗剪的负弯矩承载力公式计算槽钢加固悬臂 梁的局限性 。 【 关键词】 槽钢加固; 正弯矩; 负弯矩; 抗剪连接 【 中图分类号】 T U
2、3 7 8 2 I 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 1 6 8 6 4 2 0 1 0 ) m 一 0 0 4 3 0 3 REs l CH oN 聊M匝CHANI CAI ,P R0P】 U1 I oF CONC刚 , l BE RE 0R( D BY CHANNEL 玎E EL Y U Q i o n g , S U N H u i l i n g ( R e s e a r c h I n s t i t u t e o f S t r u c t u r a l E n g i n e e r i n g a n d D i s a s t e r R e d u c t
3、i o n , T o n g j i U n i v e r s i t y ,S h a n g h a i 2 0 0 0 9 2 ,C h i n a ) Ab s t r a c t : F r o m 1 e b e n d i n g t e s t s d o n e be f o r e an d a c c o r d i n g t o t h e the o r i e s o f c o mp o s i t e b e a ms i n t h e S t e e l S t r u c t u r e De s i g n C o d e,t h e p a p
4、e r s u g g e s t s the f o r mu l a f o r c a l c u l a ti n g the l o a d c a p a c i t y o f t h e b e a m r e i n f o r c e d b y c h a n n e l s t e e l u n d e r p o s i t i v e mo me n t a n d n e g a t i v e mo me n t b y p l ast i c an a l y s i s C alc u l a t e d p o s i t i v e mo me n t
5、 s a l e we l l fit f o r t e s t s r e s u l ts,b u t c a l c ula t e d n e g a t i v e mo me n ts h a v e g r e a t d e v i a t i o nS o the p a p e r s u g g e s ts a s i mp l i fie d f o r mula f o r c alc u l a t i ng t h e n e g a ti v e mo me n t ,an d t h e c alc u l a t ed res ults b y thi
6、s s i mp l i f i e d f o rm u l a a re c o r r e s pon d w i th the t e s t r e s u l ts1 h e l i mi t a t i o n s o f the d e s i g n f o r mu l a i n t h e S t e e l S t r u c t u re D e s i gn Ced e f o r c alc ula t i ng t he n e g a t i v e mo me n t o f the c an t i l e v e r b e a m rei n f o
7、 rced b y c h a n n e l s t eel a r e p o i n t e d O U t Ke y wo r d s: rei n f o rce d b y c h a n ne l s t e e l ;p o s i t i v e mo me n t ;n e g a t i v e mo me n t ;s h e a r c o n n e c t o rs 0引言 型钢与混凝土组合梁的研究在我国发展 已日渐 成熟 , 现行 钢结 构规 范对 组合 梁 的 承载力 、 变形 及构 造都有详 细 的规定 , 在组 合梁 中, 型钢 梁与 混凝 土梁 问采用抗
8、剪栓钉连接。而在加固工程中, 对于承载力 不足的混凝 土梁 , 由于构造原 因, 多采 用槽钢 梁加 固, 槽钢与混凝土梁是通过侧面钢板相连接的。槽钢加 固混凝 土梁 的承载 力 目前 多参 考 规范 中组合 粱 完全 抗剪连接设计, 但 由于组合梁的型钢是工字钢, 而加 固梁是槽钢; 组合梁的连接件是抗剪栓钉, 而加固梁 是抗剪钢板 , 因此两者在承载力计算方面有所不同。 本文从 已有 的试验 出发 , 提出槽钢 加 固梁 的承载 力计算公式 。 1 承载力计算 1 1 正弯矩试验承载力分析与计算 目前槽钢加 固梁承载力计算多假定槽钢梁与钢 筋混凝 土梁 之 间无 相 对 滑 移 , 加 固
9、梁 是 完 全抗 剪 连 接 , 即加固梁交界面上 的抗剪 连接措施 能保证梁 的最 大受弯承载力得以充分发挥。而实际上槽钢梁与钢 筋混凝土梁之间是有相对滑移的, 钢板可以传递全部 的剪力, 梁侧螺栓却不一定能, 如果为了保证无滑移 , 增加螺栓 的数 量 和直径 , 则对 梁本 身会 有伤 害 , 影响 梁 的承载能力。 G B 5 0 0 1 7 2 0 O 3 ( 钢结构设计规范 中组合梁中型 钢与混凝土梁连接是焊接于工字钢顶部的栓钉锚 固 于混凝土梁 内, 规范 中规定在强 度和变形 满足 的条件 下 , 组合梁交界面上抗剪连接件 的纵 向水 平抗剪 能力 不能保证最大正弯矩截面上抗弯
10、承载力充分发挥时, 该组合梁为部分抗剪连接, 反之 , 为完全抗剪连接。完 全抗剪连接的组合梁, 钢梁与混凝土梁能很好的协同 工作 , 钢梁塑性发展较充分 。 槽钢加固混凝土梁侧面连接钢板的截面积也是 按组合梁抗剪连接件的概念设计, 一般情况下, 钢板 面积乘以钢板的抗剪强度大于或等于槽钢的拉力和 低温建筑技术 2 0 1 0年第 1 期( 总第 1 3 9 期 ) 混凝 土梁的压力中的较小 者, 但 侧面 固定钢板 的抗剪 螺栓的设计 数量较少和直径较小 ( 以防对 混凝 土梁破 坏较 大) , 结构胶承载力不够 , 抗剪连接件 总承载 力不 一 定 大于混凝土所承担的纵 向剪力 , 因此
11、在抗弯 承载 力计算前不对抗剪连接件 进行分析 , 采用 完全抗剪 连 接 的全截面塑性进行 承载 力计算 , 得到的计算 结果误 差较 大 。 本文参照 G B 5 0 0 1 7 2 0 0 3 ( 钢结构设计规范 和美 国 A I S C 3 6 0 0 5 钢结构 设计规 范 , 考虑抗剪 连接件 传递剪力的可靠性 , 给出槽钢加 固混凝 土梁 的抗弯承 载力计算公式 , 计算简图如图 1 。 ( a )加固梁塑性中和轴在混凝土梁内 )加固梁塑性 中和轴在型钢粱内 图 1 正弯矩作用时型钢加固梁截面及应力图形 ( 1 一塑性中和轴 ) 图 中混凝土梁压力 C取下列 C值中的最小值 :
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- 型钢 加固 混凝土 力学性能 研究
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