预应力钢-混凝土连续组合梁抗弯性能试验.pdf

第 3 4卷第 1 期 V o 1 3 4 No 1 水 利 水 电 科 技 进 展 Ad v a n c e s i n S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y o f W a t e r Re s o u r c e s 2 0 1 4年 1 月 J a n 2 0 1 4 D O I ： 1 0 3 8 8 o j i s s n 1 0 0 6 7 6 4 7 2 0 1 4 O 1 0 0 7 预应力钢一 混凝土连续组合梁抗弯性能试验 胡少伟 ，叶祥飞 ( 南京水利科学研究院材料结构研究所， 江苏 南京2 1 0 0 2 4 ) 摘要 ： 为研究预应力钢一 混凝土连续组合梁的抗 弯性能和 内力重分布情况， 设计 了7根 简支组合 梁、 3 根连续组合梁以及 1 根连续纯钢梁进行抗弯性能试验。试验结果表明： 预应力连续组合梁抗弯 性能良好 ， 对 负弯矩区的混凝土翼板施加预应力能明显提高组合 梁的截面刚度 ， 减缓连续组合梁的 开裂， 同时也降低 了截面滑移； 预应力筋 内力增量与荷载、 挠度均呈现较好的线性关系。 关键词 ： 预应力； 连续组合梁； 负弯矩； 抗弯性能 ； 内力重分布 中图分类号 ： T U 3 9 8 文献标志码 ： A 文章编号： 1 0 0 6 7 6 4 7 ( 2 0 1 4 ) O l 一 0 0 3 7 0 6 Te s t f o r fl e x u r b e h a v i o r o f p r e - s t r e s s e d s t e e l c o n c r e t e c o n t i n u o u s c o mp o s i t e b e a m s HU S h a o w e i ，YE Xi a n g f e i ( Ma t e r i a l s &S t r u c t u r a l E n g i n e e r i n g D e p a a m e m， N a n j i n g H y d r a u l i c R e s e a r c h I n s t i t u t e ， N a n j i n g 2 1 0 0 2 4 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ：I n o r d e r t o s t u d y t h e fl e x u r al b e h a v i o r s a n d t h e r e d i s t ri b u t i o n of t h e i n t e r n a l f o r c e o f p r e s t r e s s e d s t e e l c o n c r e t e c o n t i n u o u s c o mp o s i t e b e a ms ， s e v e n s i mp l y s u p p o s e d c o mp o s i t e b e a ms ， t h r e e c o n t i n u o u s c o mp o s i t e b e a ms ， an d O D e c o n t i n u o u s p u r e s t e e l b e a m we r e d e s i g n e d t o t e s t f o r fl e x u r al b e h a v i o r T h e t e s t r e s u l t s s h o w t h a t t h e fl e x u r al b e h a v i o r s o f p r e s t r e s s e d c o n t i n u o u s c o mp o s i t e b e a ms a r e g o o d ；t h e p r e s t r e s s a d d e d t o c o n c r e t e fl a n g e i n t h e are a o f t h e h o g g i n g mo me n t c a n i mp r o v e t h e ri g i d i t y o f t h e c o mp o s i t e b e a m s e c t i o n，s l o w t h e c r a c k o f c o n t i n u o u s c o mp o s i t e b e a ms ，a n d r e d u c e t h e s e c t i o n s l i p a s w e l l ；a n d t h e i n t e r n al f o r c e i n c r e me n t o f p r e s t r e s s e d r e b ar h a s a s t r o n g l i n e a r r e l a t i o n s h i p w i t h l o a d a n d d e fl e c t i o n Ke y wo r d s ：p r e s t r e s s ；c o n t i n u o u s c o mp o s i t e b e a m；h o g g i n g mo me n t ；fl e x u r a l b e h a v i o r ；r e d i s t ri b u t i o n of i n t e rna l f o r c e 钢材与混凝土作为 目前土木工程中应用最广泛 的两种建筑材料 ， 具有不同的力学性能特点 ， 钢一 混凝 土组合梁结构是基于钢结构和钢筋混凝土结构发展 起来的一种新型的横向承重结构 ， 主要由钢梁与混凝 土翼板通过剪力连接件组合形成共同受力的整体， 充 分发挥钢材受拉和混凝土受压的力学性能 1 -2 3 。随着 国民经济的快速发展 ， 对工程设计的要求也越来越 高， 逐步出现了预应力钢一 混凝土简支组合梁结构和 预应力钢一 混凝土连续组合梁结构 ， 预应力技术 的出 现缓解 了普通钢一 混凝土组合梁负弯矩 区开裂和刚 度不足的问题 ， 但 目前对连续组合 梁的抗弯性能研 究并不充分 。本试验设计 9根预应力钢一 混凝土 组合 梁 ( P C B - 2 5一P C B - 2 8 、 P C B - 3 0 、 P C B -31 、 P C C B 3 2 一 P C C B 一 3 4 ) 进行连续组合梁抗弯性能试验， 通过 改变剪力连接程度、 预应力施加 、 荷载加载方式等试 验参数和条件分析预应力组合梁受弯时的变形、 截 面应变 、 界面滑移及破坏形态 ； 研究剪力连接程度对 正弯矩简支组合梁极 限抗弯承载力的影 响、 翼 板施 加预应力的负弯矩组合梁的抗弯性 能及预应力钢一 混凝土连续组合梁的内力重分布情况， 为实际工程 中预应力组合梁的设计提供参考。 1 试验 内容 1 1 试验梁设计 试验设计4 根正向加载的简支组合梁( P C B -2 5 P C B -28 ) 、 3根反 向加载的简支组合梁 ( C B 一 2 9 、 P C B 一 3 0 、 P C B - 3 1 ) 、 3根连续组合梁( P C C B - 3 2C C B - 3 4 ) ， 同时 ， 为更好地 比较连续组合梁与连续纯钢梁受力 性能的不同， 还设计 1根连续纯钢梁 ( s B 一 3 5 ) 。试验 梁均采用( 2 j 8 2 0 0的箍筋 ， 翼板面积均为 8 0 0 m mx 1 3 0 m m， 其他基本设计参数如表 1 所示。 组合梁的混凝土翼板采用强度等级为 C 6 0的高 强混凝土， 上下均匀配置 5根热轧光圆钢筋 H P B 2 3 5 ， 箍筋采用(2 j 8 热轧圆盘条， 剪力连接件采用牌号为 M L 1 5 A L的 1 6 x 1 0 0圆柱头栓钉， 普通平焊 B 1 型瓷 环， 均沿梁长纵向双排均匀布置， 其中连续组合梁采 基金项目： 国家自然科学基金( 5 1 2 7 9 1 1 1 ) ； 水利部公益性行业科研专项( 2 0 1 2 0 1 0 3 8 ) 作者简介： 胡少伟( 1 9 6 9 一) ， 男， 河南开封人， 教授级高级工程师， 主要从事工程结构与材料研究。E m a i l ： h u s h a o w e i n h r i c a 水利水 电科技进展 ， 2 0 1 4 ， 3 4( 1 ) T e ： 0 2 5 8 3 7 8 6 3 3 5 E m a i l ：血h h u e d u c n h t t p ： k k b h h u e d u m 3 7 表 1 试验粱的基本设计参数 用完全剪力连接， 栓钉间距为 1 4 0 m n ， 正弯矩简支组 合梁 P C B - 2 5 、 P C B 2 6与 P C B - 2 7 、 P C B 2 8的栓钉间距分 别为 2 8 0 m l n 、 1 4 0 m l n ； 负弯矩简支组合梁 C B - 2 9 、 P C B 3 0 、 P C B 一 3 1的 栓 钉 间 距 分 别 为 7 5 0 ra i n 、 1 8 0 mm、 2 7 0 m m， 预应力 筋采用 ( 2 j 1 5 2的钢 绞线。组 合梁 试件的截面构造详 图如 图 1所示 ， 各种材料的力学 性能参数 由材料力学性能试验获得 ， 见表 2 4 。 图 1 组合梁截面构造详图( 单位： mm) 表 2 钢板力学性能参数 表 3 钢筋、 预应力筋力学性能参数 刑 直径截面面积弹性模量屈服应变 屈服强度极限强度 失 mm mm2 GP a 1 0 6 MP a MP a 试件抗 一 蒸 蒸 P CB- 2 5 6 6 6 7 2 61 4 6 3 6 3 5 9 P CB- 2 6 6 6 6 7 2 61 4 6 3 6 3 5 9 PC B- 2 7 6 6 6 7 2 61 4 6 3 6 3 5 9 PCB - 28 6 6 6 7 2 61 4 6 3 6 3 5 9 CB 2 9 6 7 5 2 2 6 6 4 8 1 6 3 0 6 PCB- 3 0 6 7 5 2 2 6 6 4 8 1 6 3 O 6 PCB 一 3 1 6 7 5 2 2 6 6 48 1 6 3 O 6 P CCB 3 2 6 2 1 6 4 O5 3 6 1 O 3 9 7 P CCB- 3 3 6 2 1 6 4 05 3 6 1 0 3 9 7 CCB 3 4 6 2 1 6 4 O5 3 6 1 O 3 9 7 钢梁力学性能参数 由生产厂家提供。由于试验 条件的限制， 未对预应力钢绞线进行材料力学性能试 验 ， 在设计和计算过程中， 根据混凝 土结构设计规范 其极限强度取标准值 1 8 6 0 M P a ， 弹性模量取 1 9 5 G P a 。 1 2 试验装置及加载方案 试验加载装置采用八通道液压伺服机， 结合配 套的伺服液压计算机控制系统， 使用其中一个通道， 通过分油器使得两个 6 0 0 k N的千斤顶出力相等， 实 现同步加载， 试验加 载装置如 图 2所示 。试 验采用 分级 ( 每级 8 k N) 持续加载 ， 在混凝土出现裂缝 、 钢 梁屈服及破坏阶段则减小荷载等级， 以确定组合梁 的开裂荷载、 屈服荷载和极限荷载。 图 2 试验加载装置 预应力筋采用体外直线形布置方式 ， 在预应力 筋张拉中组合梁会出现“ 拱效应” ， 为避免混凝土顶 部开裂与破坏后预应力筋不致被 拉断， 将 每根预应 力筋张拉至 1 0 0k N。由于预应力钢绞线不能同时被 张拉 ， 为避免梁在偏心受力情况下发生开裂 ， 每根预 应力钢绞线分 6级进行张拉。考虑到张拉端锚具的 变形、 锚具与端板之间的缝 隙以及应力松弛等造成 的预应力损 失 ， 试 验进行 一定 程度 的预 应力 超张 拉 j ， 张拉值为控制应力值的 1 0 3倍。每级张拉 后 ， 通过布置在锚 固端的压力传感器测量预应力筋 的应力大小 ， 确保达到试验所需的张拉应力。 1 3 试验仪器及测量 内容 试验测量的主要内容包括典型截面的钢筋、 钢梁 、 混凝土、 栓钉及预应力钢绞线等各种材料的应变、 跨 中 挠度、 钢与混凝土交界面的相对滑移及支座反力。 a 对于钢和混凝土两种材料 ， 沿梁长方 向在跨 中截面、 弯剪段中间截面以及距加载点一定距 离截 面分别 布置型号 为 B F 1 2 0 3 A A、 B F 1 2 0 8 0 A A 的电 阻应变 片， 通 过东华 D H 3 8 1 6静态应变采集仪测量 跨 中截面和弯剪段 中间截 面的混凝土 、 钢梁及钢筋 的应变 ， 以研究各截面 的应变分布 ； 同时， 沿混凝 土 翼板宽度方 向布置 3个应变片 ， 测量翼板 的正向正 应力分布 ， 以验证混凝土翼板的剪力滞效应。 b 在梁 的支座处 、 加载点及跨中布置电子位移 计测量试验梁的挠度 。 3 8 水利水 电科技 进展 ， 2 0 1 4 ， 3 4 ( 1 ) T e l ： 0 2 5 8 3 7 8 6 3 3 5 E ma i l ： _2 h h u e d a 12 h a p： k k b h h u e d u c n C 沿梁长方 向从跨 中到端 支座均 匀布置 7个 导杆引伸仪 ， 引伸仪 的两端分别位于混凝土翼板和 钢梁上 ， 以测量钢 与混凝土交界面在该 区段 内的相 对滑移 。 d 在梁端的预应力筋锚具上放置应变式压力 传感器， 以控制预应力张拉值及测量预应力筋内力 增量 。 e 在梁的左右支座处各设置一个滚动铰支座 反力测试装 置 ， 以测量 连续组 合 梁 的内力重 分布 情况 。 2 试验结果与分析 2 1 弯矩一 挠度关系 正向、 反向加载的简支组合梁弯矩一 挠度关系曲 线如图 3所示。从图 3 ( a ) 可以看出， 完全剪力连接 的简支组合梁 P C B - 2 7 、 P C B - 2 8的抗 弯刚度要大于 部分剪力连接的简支组合梁 P C B 2 5 、 P C B 2 6 ， 但刚 度与剪力连接程度并不成正 比例关系 ， 而且无论是 完全剪力连接还是部分剪力 连接 ， 预应力简支组合 梁的弯矩一 挠度特征曲线都大致可划分为 3个阶段 ： 从开始加载至0 6 M 。( M 为极限弯矩) ， 组合梁钢梁 底部开始屈服 ， 此阶段抗弯刚度基本保持不变 ， 可称 为弹性工作阶段； 继续加载弯矩从 0 6 M 到极限弯 5 0 0 4 0 0 号3 0 0 Z 2 0 0 静 1 O O 言 至 3 0 4 0 5 O 6 O 7 O 8 O 跨 中挠 度 mm ( a ) 止 向加载 跨 中挠度 mm ( b ) 反 向加载 图 3 简支组合梁的弯矩一 挠度关系曲线 矩 组合梁中钢梁 的屈服范围逐渐 向上延伸 ， 抗 弯刚度逐步减小 ， 变形及变形速率逐渐增大 ， 此阶段 可称为弹塑性阶段 ； 达到极限荷载后 ， 钢筋 已达到屈 服 ， 混凝土开始压碎 ， 组合梁刚度迅速减小 ， 跨 中挠 度迅速增长， 组合梁已不能继续承载。考虑到试验 的安全因素 ， 故没有换用位移控制加载继续加载 ， 没 有测 出荷载减小 、 变形增加的过程 ， 即下降段 。 从图3 ( b ) 可以看出， 预应力简支组合梁 P C B 一 3 0 、 P C B 3 1的弯矩一 挠度关系 曲线比较一致 ， 尤其是 在弹性工作阶段吻合 良好 ； 预应力简支组合梁相 比 普通简支组合梁 C B - 2 9具有更 大的刚度 ， 当荷载加 至开裂弯矩 3 0 k N m时 ， 普通简支组合梁的抗弯截 面刚度逐渐减小 ， 其弯矩一 挠度关系 曲线 的斜率 明显 开始偏离预应力组合梁的， 说明在混凝土翼板上施加 预应力， 能明显提高简支组合梁的开裂弯矩， 增大弹 性工作区段。从图 3 ( b ) 可以看出， 对于承受负弯矩 的简支组合梁 ， 无论是否施加预应力， 其受力过程也 可划分为 3个阶段 ， 这与文献 6 - 7 的结论一致。 连续组合梁的弯矩一 挠度关系曲线如图 4所示。 P C C B 3 2 、 P C C B 一 3 3为两根试验参 数完全 相 同的预 应力连续组合梁 ， 但图 4中二者的弯矩一 挠度关系曲 线出现了一定 的偏 离 ， 经过试 验数据分析 ， 主要有 3个原 因： 一是在加载过程 中， 前者跨 中钢梁先出现 屈服， 而后者是中支座的钢筋先出现屈服 ， 可能在试 件制作过程 中 P C C B 3 2混凝土浇注不均匀 ， 跨 中的 刚度相对较 小， 因此其挠度较 P C C B 3 3的大； 二是 预应 力 的 大 小 不 同， P C C B 3 2 的初 始 预 应 力 较 P C C B 一 3 3的小 ， 而试验发现 预应力 的大小与跨 中挠 度的相关性较高 ； 三是由于两个千斤顶 的出力和位 置有误差 ， 导致左跨 的端支座反力值偏大 ， 故而跨 中 钢梁先于中支座钢筋达到屈服 ， 从而两根试验梁的 弯矩一 挠度 曲线都 出现 了偏 差。此外 ， 根 据 图 4 看 出， 在弹塑性阶段的后期， P C C B 3 3的刚度较其他施 加预应力的连续组合梁小 ， 变形更大 ， 这 与文献 8 9 的结论一致。从图 4还可以看 出， 钢一 混凝土连续 组合梁的抗弯刚度明显高于连续纯钢梁 。 窨 Z 种 图4 连续组合梁的弯矩一 挠度关系曲线 水利水电科技进展， 2 0 1 4 ， 3 4 ( 1 ) T e l ： 0 2 5 8 3 7 8 6 3 3 5 E m a il ： j z h h u e d u C lZ h t tp ： k k b h h u e d u C l Z 3 9 2 2混凝 土应 变 承受正弯矩的简支组合梁及连续组合梁跨中截 面的混凝土压应变与弯矩 的关系曲线如 图 5所示。 从图 5可 以看出 ， 栓钉 间距较 大的组合梁 与间距小 的组合梁相比， 前者的混凝土压应变随荷载的增长 较快； 当组合梁发生受弯破坏时， 无论是简支组合 梁 ， 还是连续组合梁 ， 且不论是否施加预应力 ， 混凝 土的压应变与弯矩的关 系曲线均较为一致 ， 且具有 较长的线性增长段 ， 其弹塑性工作区段较小 ， 极限压 应变均能达到 2 4 0 0 1 0 以上 ， 超过了混凝 土棱柱 体达到极限抗压强度时的应变值 2 0 0 0 1 0 一。这说 明混凝土材料的受压性能比较稳定 ， 在组合梁 中不 受结构形式的影响， 为进行组合梁计算时直接运用 小试件所得出的本构关系提供 了试验依据。 5 0 0 4 0 0 乏3 0 0 嚣2 o 0 l 0 O 亏 抑 0 4 0 0 8 0 0 1 2 0 0 1 6 0 0 20 0 0 24 0 0 应变 1 0 ( a ) 简支 组合梁 应变 1 0 ( b ) 连续组合梁 图 5组合梁混凝土压应变与弯矩的关系 曲线 2 3钢筋应变 试验梁受力过程中钢筋应变与弯矩 的关系曲线 如图 6所示 ， 应变值 为跨 中截面翼板上层布置 的纵 筋应变。从图6 可以看出， 对于承受负弯矩的组合 梁 C B 一 2 9 、 P C B 一 3 1 ， 其开裂弯矩分别为 3 0 k N m、 8 5 k N m， 说明对混凝土翼板施 加预应力 ， 可以 明 显提高开裂弯矩， 延长组合梁的弹性工作区段； 各组 合梁在极限状态时， 无论受压还是受拉， 钢筋均达到 屈服 ， 并发生 了一定程度的应力强化。 2 4 弯矩一 滑移关系 组合梁 的弯矩一 滑移关系曲线如 图 7所示。每 言 至 舯 应变 1 0 图 6 钢 筋应变与弯矩的关系 曲线 根组合梁分别给出了多个截面滑移与弯矩的关系曲 线， 每个截面位置以距跨中的距离表示。从图7可 以看出， 所有组合梁的弯矩一 滑移关系曲线均大致可 划分为 4个 阶段 ： 在加 载初期 ， 钢 与混凝土组合 良 好 ， 滑移量基本为零 ； 随着荷载 的增大 ， 钢与混凝土 之间的黏结力开始发生破坏 ， 交界面开始产生滑移 ， 此时滑移与弯矩呈线性关 系； 随后混凝 土所承受 的 压应力逐渐增大， 但还没有达到极限抗压强度 ， 混凝 土发生压缩变形 ， 滑移量增长开始加快 ； 随着荷载的 继续增加 ， 混凝土开始 被压碎 ， 栓钉也发 生弯 曲变 形 ， 交界面滑移迅速增加 ， 直至组合梁破坏。上述 4 个阶段的划分与文献 1 0 1 1 的结论一致。 2 4 预应力筋 内力增量 对组合梁施加预应力 ， 无论预应力筋布置在钢 梁上还是混凝土翼板 中， 预应力筋与组合梁成为一 个整体 ， 随着荷载的增加 ， 预应力筋会随着组合梁的 变形而变形 ， 从而产生预应力筋内力增量 。各组合 梁的有效预应力及预应力筋 内力增量情况见表 5 ， 其中 P 。 为有效预应力 ， P 为弹性状态时的预应力 筋内力增量 ， 尸 为极 限承载力状态时的预应力筋 内力增量。预应力筋内力增量与荷载、 挠度的关系 曲线如图 8 、 图 9所示。 表 5 预应力筋内力增量 k N 试件P 0 尸 P 试 件 尸 0 P 2 L P P CB- 2 6 2 4 4 3 4 4 0 9 9 1 1 1 0 8 PCB - 31 4 2 7 3 1 4 6 5 6 1 6 5 2 5 P CB_ 2 8 2 0 5 1 O 6 8 2 7 1 91 3 O P CCB- 3 2 1 1 O 5 3 3l _ 3 2 P CB 3 O 4 3 3 7 0 4 7 3 9 2 1 1 4 0 P CCB- 3 3 1 1 2 8 3 2 9 7 4 根据表 5并结合图 8 、 图 9可以看 出， 连续组合 梁 的预应力筋内力增量最小 ， 这 主要是 因为连续组 合梁的刚度较大 ， 变形相对较小； 栓钉间距小的组合 梁的预应力筋内力增量较间距大的组合梁大， 且在 相同荷载下 ， 后者产生的预应力筋内力增量大， 说 明 栓钉间距小 的组合梁具有更大 的刚度 ； 对于承受负 弯矩的组合梁， 开裂后混凝土退出工作， 组合梁截面 刚度减小 ， 主要是纵 向钢筋承受拉应力_ l 。 ， 因此 ， 4 0 水利水 电科技进展 ， 2 0 1 4， 3 4 ( 1 ) T e l ： 0 2 5 8 3 7 8 6 3 3 5 E m a i l ：j z h h u e d u c n h u p ： k k b h h u e d u c n 言 互 钟 舍 互 钟 5 0 0 40 0 3 0 0 2 0 0 1 0 0 6 0 0 5 0 0 4 0 0 熏 s o 0 梅2 o 0 1 0 0 O 滑移 mm ( a 】 P CB - 2 6 2 3 4 滑移 mm ( c ) P CB - 2 8 言 互 舯 5 0 0 4 0 0 芝3 0 0 叫 2 0 0 l O O O 1 滑 移 mm f b ) CB 一 2 9 0- 0 8 06 04 02 0 0 2 0 4 06 0 8 1 0 滑移 mm ( d 1 P CC B 一 3 2 图7 不同截面位置的弯矩一 滑移关系曲线 预应力增量 k N 图 8 预应力筋 内力增量与荷载的关 系曲线 g 预应力增量 k N 梁 ， 跨 中挠度均与预应力筋 内力增量呈现 出较好 的 线性关系。 2 5 连续组合梁的内力重分布 在加荷 的初期 阶段 ， 连续组合梁各截 面刚度一 致 ， 随着荷载的增加 ， 中支座混凝土发生开裂 ， 从而 使得中支座截面附近刚度降低， 致使连续梁沿梁长的 抗弯刚度不再相同， 此外， 随着中支座处纵 向钢筋及 钢梁的屈服 ， 产生塑性铰， 从而使得连续组合梁发生 内力重分配 ， 中支座反力向端支座转移， 使得跨中 弯矩增大， 中支座弯矩减小， 这一现象也称作弯矩调 幅。4根连续试验梁的荷载一 弯矩关系曲线如图 l 0所 示 ， 其中 P 为预应力筋极限状态所承受的拉力。 一P CC B 3 2 跨 中 一 一 P CC B一 3 2中支座 5 0 0 4 0 0 3 0 0 主2 o o 1 0 0 O - 1 0 O 图9 预应力筋内力与挠度的关系曲线 一 2 0 0 承受负弯矩的组合梁变形较大， 从而具有较大的预 应力筋内力增量； 无论是简支组合梁或是连续组合 0 0 2 04 0 6 0 8 1 0 P| 图 1 0 荷载一 弯矩关系曲线 水利 水电科技进展 ， 2 0 1 4， 3 4 ( 1 ) T e l ： 0 2 5 8 3 7 8 6 3 3 5 E m a i l ： 豇 h h u e d u C n h t tp： k k b h h u e d u c n 41 从图 l O可 以看 出， 在加载初期 ， 预应力连续组 合梁负弯矩区尚未开裂 ， 各区段刚度一致 ， 弯矩随荷 载呈线性增长 ； 随着荷载的增加 ， 中支座开始 出现裂 缝， 刚度降低， 连续组合梁开始出现内力重分布； 当 荷载增 至 0 8 P ， 时 ， 中支座处 钢筋 、 钢梁 均发生屈 服， 产生塑性铰， 中支座弯矩逐渐减小， 跨中弯矩继 续增加 ， 当荷载增大至 0 9 P 时 ， 中支座也出现塑性 铰， 连续组合梁达到极限承载力； 对于纯钢梁， 由于 各区段的刚度基本一致 ， 内力重分布现象不明显。 3 结论 a 对于承受正弯矩 的简支组合梁表现为受 弯 破坏 ； 对于连续组合梁 ， 中支座及跨 中钢梁均有可能 先发生屈服， 破坏时表现为跨中混凝土被压碎 。 b 完全剪力连接的组合梁的抗弯刚度大于部 分剪力连接组合梁， 但刚度与剪力连接程度并不成 正比例关 系； 当剪力连接程度为 0 5时组合梁 的抗 弯极限承载力较完全剪力连接组合梁降低 2 8 。 c 在混凝土翼板上施加预应力 ， 能 明显提高组 合梁的开裂荷载 ， 增大弹性工作 区段 ， 并且减小界面 滑移 ， 增强组合梁的协同工作 ； 连续组合梁预应力筋 内力增量较简支组合梁小 ； 在相同荷载下 ， 栓钉问距 小的组合梁预应力 筋 内力增 量较 间距 大的组合梁 大； 对于承受负弯矩的组合梁， 开裂后主要是纵向钢 筋承受拉应力组合梁变形较大 ， 从而具有较大 的预 应力筋内力增量 ； 组合梁跨 中挠度均与预应力筋 内 力增量呈现出较好 的线性关系。 参考文献： 1胡少伟 组合梁抗扭分析与设计 M 北京：人民交通 出版社 ， 2 0 0 5 2聂建 国 钢一 混凝 土组合梁结构 ： 试验、 理论与应用 M 北京： 科学出版社 ， 2 0 0 5 3胡少伟 ， 涂启华 基于 C O L S Y S软件的闭口组合箱梁约 束复合弯扭下的非线性分析 J 水利水运工程学报， 2 0 0 9( 1) ： 1 - 9 ( H U S h a o w e i ，T U Q i h u a C O L S Y S s o f t w a r e b a s e d o n t h e s i l e n t c o mb i n a t i o n b o x r d e r u n d e r c o n s t r a i n t c o mp o s i t e b e n d i n g a n d t wi s t i n g t h e n o n l i n e a r a n a l y s i s J H y d r o S c i e n c e a n d E n g i n e e ri n g ， 2 0 0 9 ( 1 ) ： 1 9 ( i n C h i n e s e ) ) 4胡少伟， 聂建国 箱形钢一 混凝土组合梁的复合弯扭试 验研究 J 建 筑 结构 ， 2 0 0 6 ， 3 6( 8 ) ：5 4 - 5 9 ( H U S h a o we i ， NI E J i a n gno E x p e r i me n t a l s t u d y o n c o mp o s i t e s t e e l c o n c r e t e b e a ms w i t h b o x s e c t i o n s u n d e r c o mb i n e d b e n d i n g a n d t o r s i o n J B u i l d i n g S t r u c t u r e s ， 2 0 0 6 ， 3 6 ( 8 ) ： 5 4 - 5 9 ( i n C h i n e s e ) ) 5胡少伟 ， 胡汉林 预应力混凝土组合箱梁扭后抗弯性能 分析 J 水利水 运工程学报 ， 2 0 1 1 ( 3 ) ：1 - 9 ( H U S h a o we i ， HU Ha n l i n Be n d i n g b e h a v i o r s t u d y o f p r e s t r e s s e d c o mp o s i t e s t e e l c o n c r e t e b o x b e a ms d a ma g e d b y t o r s i o n J H y d r o S c i e n c e a n d E n g i n e e ri n g 2 0 0 9 ， 3 0 ( 2 ) ： 6 7 - 7 2 ( i n C h i n e s e ) ) 6聂建国， 崔玉萍， 石中柱， 等 部分剪力连接钢一 混凝土 组合梁受弯极限承载力的计算 J 工程力学 ， 2 0 0 0 ， 1 7 ( 3 ) ： 3 7 - 4 2 ( N I E J i a n g u o ， C U I Y u p i n g ， S H I Z h o n g z h u ， e t a 1 Ul t i mi t e f l e x u r a l c a p a c i t y o f c o mp o s i t e s t e e l c o n c r e t e b e a ms w i t h p a r t i a l s h e a r c o n n e c t i o n J E n g i n e e ri n g Me c h a n i c s ， 2 0 0 0 ， 1 7 ( 3 ) ： 3 7 -42 ( i n C h i n e s e ) ) 7B RO Z Z E TF I J De s i g n d e v e l o p me n t o f s t e e l c o n c r e t e c o m p o s i t e b r i d g e s i n F r a n c e J J o u r n a l o f C o n s t r u c t i o n a l S t e e l R e s e a r c h， 2 0 0 0， 5 5：2 2 9- 2 4 3 8G A L A MB O S T V R e c e n t r e s e a r c h a n d d e s i g n d e v e l o p me n t s i n s t e e l a n d c o mp o s i t e s t e e l c o n c r e t e s t r u c t u r e s i n U S A J J o u r n a l o f C o n s t r u c t i o n a l S t e e l Re s e a r c h， 2 0 0 0， 5 5：2 8 9 3 0 3 9王连广， 哈娜， 于建军 基于能量法的 U型钢与混凝土 组合梁变形计算分析 J 东北大学学报： 自然科学版， 2 0 0 9 ， 3 0( 3) ：4 _ 7 ( WA N G L i a n g u a n g ， H A n a ， Y U J i a n j u n D e f o r m a t i o n a n aly s i s o f c o mp o s i t e c o n c r e t e g i r d e r s w i t h c o l d f o r m e d U b a r b a s e d o n e n e r g y t h e o r y 1 J I J o u rna l o f N o rth e a s t e rn Un i v e rsi t y ： Na t u r a l S c i e n c e， 2 0 0 9， 3 0 ( 3 ) ： 4 - 7 ( i n C h i n e s e ) ) 1 0 胡汉林 预应力组合梁结构抗弯性能试验研究与理论 分析 D 南京 ： 南京水利科学研究院， 2 0 1 0 1 1 孙文彬 部分剪力连接钢一 混凝土简支组合梁的滑移性 能分析 J 长沙交通学院学报， 2 0 0 1 ， 1 7 ( 4 ) ：5 5 - 5 9 ( S U N We n b i n A n a l y s i s o f t h e s l i p p r o p e rt y o f t h e s i m p l y s u p p o r t e d s t e e l c o n c r e t e c o mp o s i t e b e a ms wi t h p a rt i al s h e a r c o n n e c t i o n J J o u rna l o f C h a n g s h a R a i l w a y U n i v e rs i t y ， 2 0 0 1 ， 1 7 ( 4 ) ： 5 5 5 9 ( i n C h i n e s e ) ) 【 1 2 l C H A P M A N J C ， B A L A K R I S H N A N S E x p e r i m e n t s o n c o m p o s i t e b e a m s J T h e S t r u c t u r al E n g i n e e r ， 1 9 6 4 ， 4 2 ( 1 1 ) ： 3 6 9 3 8 3 1 3 聂建国， 赵洁 钢板一 混凝土组合简支梁 的试验研究 J 土木 工 程 学 报 ， 2 0 0 8 ， 4 1( 1 2) ：2 8 3 4 ( N E I J i a n g u o ，Z HAO J i e E x p e r i me n t a l s t u d y o n s i mp l y s u p p o rt e d s t e e l p l a t e c o n c r e t e c o m p o s i t e b e a m s J C h i n a C i v i l E n g i n e e r i n g J o u rna 1 2 0 0 8 ， 4 1( 1 2) ：2 8 3 4 ( i n C h i n e s e ) ) 1 4 刘宝东 ， 任红伟， 李鹏飞 考虑波纹钢腹板箱梁特点的 挠度分析 J 中国铁道科学 ， 2 0 1 1 ， 3 2( 3 ) ：2 1 2 5 ( L I U B a o d o n g ， R E N H o n g w e i ， L I P e n g f e i D e fl e c t i o n a n a l y s i s c o n s i d e r i n g t h e c h a r a c t e ris t i c s o f b o x g i r d e r wi t h c o r r u g a t e d s