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预应力内置H型钢—混凝土简支梁正截面受力性能试验研究

邬丹  
【摘要】: 预应力内置H型钢—混凝土组合梁是在内置型钢—混凝土组合梁型钢净高范围内合理布置并张拉一定数量的预应力筋的一种新型组合梁。这种组合梁兼具钢结构、混凝土结构和预应力结构的多重优点,刚度大、承载能力高、总变形小、裂缝开展不大、截面尺寸小、抗震性能好。该新型组合梁可用于常规新建工程,也可用于既有房屋的新增套建增层结构一层顶盖的主梁或次梁,还可用于巨型框架房屋结构层的框架梁或次梁。 预应力内置H型钢—混凝土组合梁与内置H型钢—混凝土组合梁相比具有其自身特点,其承载力计算、裂缝、变形的研究尚未见系统报道。针对这些问题,完成了5根预应力内置H型钢—混凝土简支组合梁的试验,积累了宝贵的试验数据。 本文通过分析试验数据,得到预应力内置H型钢—混凝土组合梁在加载过程中截面应变符合平截面假定的结论,并在此基础上推导出了与实际破坏荷载吻合的正截面承载力计算公式。 针对H型钢与混凝土之间粘结性能相对较差的特点,通过引入粘结性能折减系数,实现了对预应力内置H型钢—混凝土简支组合梁平均裂缝间距计算公式的修正;通过试验数据的分析,计算得到了预应力内置H型钢—混凝土简支组合梁裂缝间混凝土自身伸长对裂缝宽度的影响系数取值,得到了反映预应力内置H型钢—混凝土简支组合梁自身特点的平均裂缝宽度计算公式;通过裂缝分布直方图拟合曲线得到了考虑裂缝分布不均匀扩大系数取值并给出了预应力内置H型钢—混凝土组合梁裂缝宽度计算公式。 基于5根预应力内置H型钢混凝土简支组合梁的试验,还考察了变形发展情况,提出了该种组合梁的刚度计算公式。预应力内置H型钢—混凝土组合梁的抗弯刚度取为预应力混凝土梁的刚度与H型钢梁刚度之和。


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