试件SCB-1为无洞组合梁,作为对比试件。在荷载作用初期,试件SCB-1的混凝土板已经开始出现微小的裂缝:当荷载达到0.32Pu时,在弯矩最大处,即跨中部分的混凝土板上表面首先出现了微小的横向裂缝,随着荷载的增加,裂缝数量逐渐增加,但发展缓慢,宽度也不大,且主要集中在跨中部分;荷载达到0.89Pu时,混凝土板出现明显变形,裂缝宽度也明显增加,最终跨中的钢梁腹板和下翼缘出现屈曲变形[图2.24(a)],加载不能再继续增加,标志着SCB-1试件达到了承载力极限状态。
SCB-2~SCB-6 5根腹板开洞组合梁试件的试验现象和破坏过程都比较相似,由于混凝土板的厚度和配筋率等参数不同,各试件的变形情况、裂缝宽度与位置将会有所不同,如图2.24所示。
图2.24 试件破坏形态(www.xing528.com)
以SCB-2试件为例对试件的破坏过程进行说明。在荷载作用初期,开洞组合梁变形较小,整个试件处于弹性工作阶段。当荷载达到0.25Pu时,靠近加载点的洞口右侧的混凝土板下表面开始出现微小的横向裂缝,随着荷载增加,裂缝有缓慢发展;当荷载达到0.58Pu时,洞口呈现出初期的剪切变形形态(平行四边形),挠度明显增加,洞口区域混凝土板的横向和纵向裂缝也显著增加。当荷载达到0.75Pu时,洞口剪切变形十分明显,洞口角部开始出现塑性铰,右侧洞口上部混凝土板明显鼓出,横向和纵向裂缝开始贯通,宽度也有所增加。当荷载达到0.9Pu时,洞口右上角、左下角被拉裂,如图2.25(a)所示,挠度增加较快,裂缝宽度明显增加;荷载达到Pu时,洞口左侧靠近支座部分出现拔脱现象,栓钉在较大的掀起力作用下被拔出一段,如图2.25(a)所示,靠近洞口区域的混凝土板出现明显断裂,如图2.25(b)所示,最终组合梁试件丧失承载力。由于洞口位于弯剪区段,在弯矩和剪力共同作用下,洞口区不仅发生了剪切变形,角部还出现了塑性铰,因此从整体上看,开洞试件的破坏形态属于空腹破坏,破坏位置都在洞口区域,而不是跨中的最大弯矩处。
图2.25 试件局部破坏现象
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