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圆管翼缘钢-混凝土新型组合梁极限抗弯承载力与延性

作者:朱经纬; 王春生; 翟晓亮; 刘浩; 崔志强桥梁工程圆管翼缘组合梁非线性有限元钢管翼缘极限抗弯承载力延性

摘要:为研究圆管翼缘组合梁的抗弯性能,进行了3根圆管翼缘组合梁静力加载抗弯破坏性试验,分析了试验梁的抗弯破坏过程与破坏特征;考虑混凝土损伤塑性本构及栓钉滑移与断裂,建立了圆管翼缘组合梁非线性数值模型,基于试验结果分析了数值模型的适用性;以钢梁下翼缘宽度、混凝土翼板厚度与圆管管径为主要结构参数,计算了48根正交设计的圆管翼缘数值模型组合梁的力学性能;依据试验梁与数值模型梁的抗弯受力性能,提出了基于简化塑性理论的圆管翼缘组合梁极限抗弯承载力计算公式;应用数值模型梁位移延性系数计算结果,回归得到了圆管翼缘组合梁位移延性系数计算公式。计算结果表明:数值模型组合梁与试验梁承载力比值为0.99-1.03,挠度比值为0.87-1.09,因此,弯矩-挠度计算曲线与试验曲线吻合良好,可采用数值模型组合梁准确模拟圆管翼缘组合梁的抗弯全过程受力行为;圆管翼缘组合梁极限抗弯承载力随钢梁下翼缘宽度、混凝土翼板厚度的增大而增大,随圆管管径的改变变化较小,位移延性系数随混凝土翼板厚度与圆管管径平方的增大呈线性增大,随钢梁下翼缘宽度的增大呈线性减小;不同塑性发展程度的各类模型梁位移延性系数为3.16-7.19,体现了较好的延性;采用极限抗弯承载力简化计算公式与圆管翼缘数值模型组合梁计算的极限抗弯承载力比值为0.91-1.09,平均比值为0.98,因此,公式计算结果准确;为使圆管翼缘组合梁具有一定延性,建议位移延性系数大于3.5。

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交通运输工程学报

《交通运输工程学报》(双月刊)创刊于2001年,由中华人民共和国教育部主管,长安大学主办,CN刊号为:61-1369/U,自创刊以来,颇受业界和广大读者的关注和好评。 《交通运输工程学报》内容涵盖铁路、公路、航空、水运、管理运输,刊登道路与铁道工程、载运工具运用工程,交通运输规划与管理、交通信息及控制等主面的学术论文。读者对象为交通运输工程领域的科研人员、相关院校师生。

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