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考虑界面滑移的组合板承载特性

2015-12-21史晓宇

水利与建筑工程学报 2015年3期
关键词:界面有限元

史晓宇

(上海建筑设计研究院有限公司,上海200041)

压型钢板与混凝土界面的纵向剪切-黏结破坏是组合板最为常见的破坏方式。界面滑移的累积效应体现为组合板端部压型钢板和混凝土的相对滑移。我国《组合楼盖设计与施工规程》[1](CECS273:2010)和欧洲规范EC4[2]建议组合板的弹性挠度可以根据构件截面抗弯刚度按照结构力学方法计算。

《组合楼盖设计与施工规范》[1](CECS273:2010)关于组合板挠度计算的规定与欧洲规范EC4[2]有以下两点较大不同:第一,EC4的规定适用于连续板中间跨的挠度计算,我国规范未限制适用范围;第二,EC4规定:初始滑移荷载(即端部滑移0.5mm时的荷载)超过使用阶段荷载1.2倍时可不考虑连续板端跨的端部滑移,否则需考虑连续板端跨的端部滑移效应,并增加端部锚固措施。

界面滑移导致的端部滑移对组合梁、板的承载特性有重要的影响。Johnson[3]研究了组合梁端部滑移对其挠度的影响。指出简支组合梁跨中弯矩可由三部分组成:

式中:Mc为混凝土部分贡献的抗弯能力;Ma为钢梁部分贡献的抗弯能力;F代表交界面的纵向剪力;dc为两部分截面合力位置的距离;q为梁上承受的均匀荷载集度;l为梁跨度。算例指出:完全共同作用组合梁(即不考虑界面滑移),由界面剪力产生的抗弯承载力的贡献可达到75%,其他两部分之和为25%。考虑界面滑移时,部分连接作用的组合梁由界面剪力产生的抗弯承载力的贡献减小到72%,由此会导致组合梁挠曲线曲率增大约13%。Poh和Attard[4]指出端部滑移会导致组合板的刚度和承载能力出现大幅度下降,认为组合板界面剪力可模拟为纵向剪力和支座处摩擦力的共同效应。……

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