钢板－混凝土组合加固梁力学特性及设计方法研究

钢板－混凝土组合加固技术是指通过后浇混凝土与抗剪连接件将原混凝土结构与新增加的钢结构组合在一起共同工作的一种加固方法。组合加固能够充分发挥钢材与混凝土的力学特性，相对于传统加固方法具有显著的优势，应用于既有建筑和桥梁结构的加固可以产生显著的技术经济效益和社会效益。.本课题将通过对钢板－混凝土组合加固梁的系列试验研究，结合三维有限元非线性数值计算和参数分析，重点研究组合加固梁考虑滑移效应、材料非线性 2100433B

针对传统剪力墙连梁抗剪能力不足、延性变形性能差且施工复杂等问题，利用钢板良好的塑性变形能力和屈服后不同拉力场特性，替代抗剪钢筋或交叉暗柱是提高连梁受力性能的一种有效措施。设计和改进内嵌钢板混凝土组合连梁的构造措施，提出内嵌双钢板混凝土组合连梁，并对其抗震性能和设计方法展开研究。采用试验研究、理论分析和数值模拟等手段，分析钢板厚度、高厚比、栓钉布置等对组合连梁破坏机理和抗震性能的影响，提出连梁恢复力特性曲线，揭示钢板屈曲后形成的不同拉力场分布和屈曲模态对连梁延性和耗能的影响机理。在参数分析基础上，建立组合连梁受弯和受剪承载力计算公式和抗剪理论模型。研究组合连梁各性能水准下的位移角限值或其他性能指标限值。通过数值模拟和理论分析，研究不同构造措施对节点破坏模式和抗震性能的影响，提出节点区钢板锚固长度、栓钉或其他连接件设计计算方法。研究成果可为钢板混凝土组合结构的设计理论及工程应用提供科学依据。

连梁作为核心筒的第一道抗震防线，一直是国内外科研工作者研究的重点构件，并以钢筋混凝土连梁为主要对象进行了大量的研究。但研究结果表明，钢筋混凝土连梁在各种新型配筋方案下，虽然综合抗震性能有所提高，但仍存在抗剪能力不足，剪切破坏严重，且滞回曲线具有明显的捏缩效应等问题，仅通过提高箍筋量和配筋形式对提高连梁延性和抗剪能力是有限的。 针对传统剪力墙连梁抗剪能力不足、延性变形性能差且施工复杂等问题，利用钢板良好的塑性变形能力和屈服后不同拉力场特性，替代抗剪钢筋或交叉暗柱是提高连梁受力性能的一种有效措施。设计和改进内嵌钢板混凝土组合连梁的构造措施，提出钢板混凝土组合连梁，并对其抗震性能和设计方法展开研究。采用试验研究、理论分析和数值模拟等手段，分析配板率、纵筋配筋率、配板形式等对组合连梁破坏机理和抗震性能的影响，提出连梁恢复力特性曲线，揭示钢板配置对连梁延性和耗能的影响。在参数分析基础上，建立组合连梁受弯和受剪承载力计算公式。研究成果可为钢板混凝土组合结构的设计理论及工程应用提供科学依据。 2100433B

进行波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁结构的力学特性的研究，对于促进我国的钢－预应力混凝土组合结构理论与工程实践的发展，具有十分重要的理论意义和实用价值，具有大的社会经济效益。在本项目中，研究了波形钢腹板的工作机理，波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁的力学特性，波形钢腹板褶皱效应对预应力混凝土组合箱梁力学特性的影响。 2100433B