钢-混凝土连续叠合梁负弯矩区裂缝宽度研究.pdfVIP

维普资讯 公路 2007年7月 第7期 HIGHWAY Ju1．2007 No．7 文章编号：0451--0712(2007)07--0020--04 中图分类号：U441．5 文献标识码：A 钢一混凝土连续叠合梁 负弯矩区裂缝宽度研究 亓路宽，李 琳，张彦林 ，张治华 (北京工业大学建筑工程学院 北京市 100022) 摘 要：以钢一混凝土连续叠合梁为研究对象，针对叠合梁负弯矩区裂缝发展及宽度进行了理论分析和试验 研究。根据钢和混凝土的应变本构关系，分别考虑了混凝土开裂前后的受力状态，推导出钢一混凝土连续叠合梁负 弯矩区裂缝宽度的理论计算公式。同时为了验证理论公式的适用性 ，进行了钢一混凝土叠合梁裂缝宽度试验研究。 从理论与试验结果对比分析得出，在结构裂缝宽度容许范围内该理论公式与试验结果吻合 良好。 关键词 ：钢一混凝土叠合梁；裂缝宽度；理论分析；试验研究；负弯矩 钢一混凝土连续叠合梁是一种新型的组合构 下列基本假设 ： 件 ，被广泛应用于桥梁、房屋建筑结构中。但是，钢一 (1)材料为理想弹性材料，服从虎克定律 ； 混凝土连续叠合梁存在负弯矩区混凝土翼板受拉的 (2)截面变形符合平截面假定； 不利情况，极易在混凝土板上产生裂缝，影响到叠合 (3)钢与混凝土交接面间的刚性连接足够，其接 梁的结构性能和使用性能 。为了有效控制叠合梁最 触面相对滑移忽略不计 ； 大裂缝宽度满足规定的允许值，必须较精确地计算 (4)假定混凝土非开裂区有一固定中和轴位置 ， 出钢一混凝土叠合梁负弯矩区的最大裂缝宽度。 开裂处有一固定的中和轴位置。 关于叠合梁负弯矩区混凝土翼缘板的裂缝宽度 1．2 应力计算 计算 ，尚无系统的研究资料。 《混凝土结构设计规 构件承受弯曲作用开裂后，构件受弯区域分为 范》建议采用轴心受拉构件的最大裂缝宽度公式计 开裂区域应力(如图1(1)所示)状态与非开裂区域应 算连续叠合梁负弯矩区的混凝土板裂缝宽度 。而我 力 (如图1(2)所示)状态。 国现行的 《钢结构设计规范》也没有给出明确的叠合 在混凝土开裂区域 ，忽略混凝土板的作用。此时 梁裂缝计算公式。为了完善叠合梁的设计计算内容， 应变关系为： 反映出叠合梁负弯矩区的受力特点，建立较精确的 一 生 一 一 一 … h1一h2一 h3一 h4～ h5 ＼ 计算裂缝宽度的方法是十分必要的。本文针对叠合 梁负弯矩区截面受力特点，从理论上推导出钢一混 式中：h1、h 、h。、h 、hJ分别表示钢筋应变e 凝土叠合梁负弯矩区的裂缝宽度计算公式，并与试 及钢梁应变e、e。、e、e到中和轴的距离。 验进行 了对 比分析。 由 一0得： + 1+ 2一 3一 4一0 (2) 1 理论推导 整理得截面中和轴位置 ： 1．1 基本假设 “ ：2E (3) 本研究针对钢一混凝土叠合梁负弯矩区裂缝展 g g+ 2E 、 开及宽度进行了理论