负弯矩区钢-混凝土组合梁开洞试验结果及理论研究

本章首先对负弯矩作用下的无洞组合梁和开洞组合梁进行了弹性有限元分析，并与理论计算方法进行了对比，然后对试验使用的6根负弯矩作用下的腹板开洞组合梁试件进行了非线性有限元分析，并将有限元结果与试验结果进行了对比分析，可以得到如下结论：

①通过弹性分析得到了负弯矩区无洞组合梁在弹性阶段的挠度和界面滑移的变化规律，有限元结果与理论计算结果吻合良好（表3.4、图3.14），证明了有限元模型的可靠性。

②对负弯矩区腹板开洞组合梁进行了弹性分析，开洞对其弹性阶段的挠度、水平滑移及轴力分布都产生了不同程度的影响，洞口处的挠度出现直线分布特征（图3.16），滑移值出现突变（图3.18），轴力则有所减小（图3.20）；另外，抗剪连接程度的下降造成了挠度及水平滑移值的增加（图3.17、图3.19）。

③对试验使用的6根负弯矩区腹板开洞组合梁试件进行了非线性有限元计算，得到了与试验相似的破坏形态和变形特征（图3.22），所得各试件的极限承载力与试验值吻合较好（表3.6），验证了有限元方法的准确性，为后续影响参数分析提供了基础。(www.xing528.com)

④通过有限元分析得到了负弯矩作用下无洞和开洞组合梁截面剪力的分布规律：对负弯矩区的无洞组合梁而言，混凝土板承担了截面总剪力的26.1%，钢梁承担了截面总剪力的73.9%，可见，虽然钢梁承担了大部分的截面剪力，但混凝土对抗剪的贡献也不能忽略；对负弯矩区的开洞组合梁而言，洞口区域的混凝土板承担的剪力比重明显加大，达到截面总剪力的83.5%，而钢梁承担了截面总剪力的16.5%，可见洞口区域的截面剪力主要由混凝土板承担。

⑤通过有限元分析得到了负弯矩作用下腹板开洞组合梁洞口区域的截面应变分布（图3.28），符合试验情况。结果显示：洞口区域以外的截面应变满足平截面假定，但在洞口区域的截面应变呈S形分布，不再满足平截面假定；应变在洞口区域的钢梁和混凝土板交界面上发生了突变，说明该区域的栓钉受力较大，通过对洞口区域的栓钉布置连接件可以起到一定的补强效果。