【摘 要】
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钢-混凝土组合梁在土木工程尤其桥梁工程中得到了越来越多的应用,该类结构常常采用体外预应力筋提高结构刚度,改善初始应力分布,或进行后期加固。由于同时存在界面滑移与体外
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钢-混凝土组合梁在土木工程尤其桥梁工程中得到了越来越多的应用,该类结构常常采用体外预应力筋提高结构刚度,改善初始应力分布,或进行后期加固。由于同时存在界面滑移与体外预应力筋的相对滑移,他们受力变形机理复杂,本文通过构造新的有限单元对组合梁及其体外预应力筋的静力特性进行研究。首先基于考虑界面滑移的Newmark组合梁理论构造了组合梁单元,结合考虑与梁体可相对滑移的体外预应力筋单元,分别在MATLAB与ABAQUS平台上进行了程序实现。通过与其他文献的试验与计算结果比较,验证了本文推导的体外预应力筋组合梁单元,在此基础上研究了界面抗剪刚度、预应力筋用量与连续组合梁负弯矩附近抗剪连接程度对结构受力性能的影响。然后假设组合梁截面弯曲时的翘曲函数,构造了考虑剪力滞效应的体外预应力组合梁单元,通过与既有文献中实体模型和采用换算截面的解析方法对比,分析了各类方法的优缺点,并对组合梁宽跨比和厚跨比进行了参数分析,通过翼缘有效宽度评价了这些参数对剪力滞效应的影响程度。最后推导了非线性温度分布下,组合梁温度荷载的等效节点力,通过算例分析了温度分布模式、体外预应力筋布置形式、混凝土板厚度、材料热膨胀系数等参数对组合梁温度效应的影响。
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