为了研究负弯矩作用下腹板开洞组合梁在弹性阶段的受力性能，我们设计了3根栓钉间距不同的反向加载简支组合梁试件，对试件进行有限元分析，研究内容主要是负弯矩区腹板开洞组合梁的弹性挠度、滑移分布以及轴力在混凝土板和钢梁上的分布等。
3根组合梁试件编号为SCD-1～SCD-3，混凝土强度等级C30，钢材等级为Q235B，栓钉采用ϕ19，长度80 mm，按等间距沿梁长均匀布置，试件简图及尺寸如图3.15所示，试件设计参数见表3.5。
图3.15 试件示意图
表3.5 开洞组合梁试件设计参数
1）挠度特性
以SCD-2试件为例，说明负弯矩作用下腹板开洞组合梁在不同荷载下的挠度分布，弹性荷载P分别为200 kN、250 kN、300 kN、350 kN，对应的挠度计算结果如图3.16所示，从计算结果中可以看出：
①负弯矩区腹板开洞组合梁的挠度值随着荷载的增加而不断增加。
②在组合梁无洞区段上的挠度分布是均匀、平稳的，而在洞口区域由于剪切变形的影响，使得挠度分布呈现出直线分布特征。
③洞口右端挠度值大于左端挠度值，最大挠度还是出现在组合梁的跨中位置，即荷载作用点处。
图3.16 负弯矩区腹板开洞组合梁弹性挠度分布（SCD-2）
为了分析栓钉间距变化对负弯矩作用下腹板开洞组合梁挠度的影响，我们计算了各组合梁试件在弹性荷载P=200 kN时的挠度分布，对应的挠度计算结果如图3.17所示，从计算结果中可以看出：
图3.17 栓钉间距不同的负弯矩区腹板开洞组合梁弹性挠度分布
①负弯矩区腹板开洞组合梁的挠度值随着栓钉间距的增加而增大，各组合梁试件的挠度分布曲线形式基本相似。
②无论栓钉间距的疏密程度如何，洞口区域的挠度分布仍然呈直线分布，具有明显的剪切变形特征。
③栓钉间距增大，使得抗剪连接程度下降，负弯矩区腹板开洞组合梁的挠度也随着抗剪连接程度的降低而增大。
2）水平滑移特性(www.xing528.com)
以SCD-2试件为例，说明负弯矩作用下腹板开洞组合梁在不同荷载下的滑移分布，弹性荷载P分别为150 kN、200 kN、250 kN、300 kN，对应的滑移计算结果如图3.18所示。
图3.18 负弯矩区腹板开洞组合梁滑移分布曲线（SCD-2弹性分析）
从图3.18的分布曲线中看出：
①负弯矩作用下腹板开洞组合梁的滑移值随着荷载的增加而不断增加。
②负弯矩区腹板开洞组合梁在大小不同的集中荷载作用下，越靠近梁两端（支座）的滑移值越大，而在跨中位置，即荷载作用点处的滑移值最小，基本为零。
③洞口区域的滑移值出现了明显突变，不再是光滑的曲线分布，与远离洞口区段的滑移值相比，其数值明显较大。
为了分析栓钉间距变化对负弯矩作用下腹板开洞组合梁滑移分布的影响，我们计算得到了各组合梁试件在弹性荷载P=180 kN作用下的滑移分布曲线，对应的滑移计算结果如图3.19所示。从结果中可以看出：集中荷载作用的负弯矩区腹板开洞组合梁，其栓钉间距越大，对应的滑移值也越大，即滑移值随着抗剪连接程度的降低而增大。
3）轴力分布特性
腹板开洞除了对负弯矩区组合梁的滑移及挠度产生影响外，对组合梁混凝土板和钢梁截面上的轴力分布又会有哪些影响？为此，以试件SCD-2为例，分析负弯矩作用下腹板开洞组合梁的混凝土板及钢梁截面上的轴力分布情况，弹性荷载P=200 kN，轴力沿梁长的分布如图3.20所示。
图3.19 不同栓钉间距的负弯矩区腹板开洞组合梁滑移分布曲线（弹性分析）
图3.20 负弯矩作用下腹板开洞组合梁的轴力分布
从计算结果中可以看出：
①混凝土板和钢梁上的轴力沿梁长的分布呈抛物线，轴力最大值出现在荷载作用点处，逐渐向着组合梁两端支座递减，支座两端截面上的轴力为零，混凝土板承受轴向拉力，钢梁承受轴向压力。
②混凝土板截面上的轴力与钢梁截面上轴力之和为零。
③开洞对负弯矩作用下腹板开洞组合梁的截面轴力分布有一定影响，开洞区段和无洞区段相比，截面承担的轴力值有所降低，混凝土板洞口左端截面的轴力值比对应位置处无洞截面的轴力值下降了36.3%，右端截面则下降了12.8%。
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