本章在试验研究和有限元分析基础上,根据负弯矩区腹板开洞组合梁的破坏模式及受力特点,采用空腹桁架力学模型,同时考虑了洞口上方混凝土翼板的抗剪作用,按洞口区域塑性应力分布推导了对应的次弯矩函数,建立了负弯矩区腹板开洞组合梁的极限承载力计算公式。通过公式计算出洞口区域截面上的内力相互关系,得到了对应的轴力-次弯矩相关曲线以及轴力-剪力相关曲线,为了方便应用,制作了负弯矩作用下洞口区截面的轴力-剪力-弯矩相关曲线图,可以直接得到洞口处的抗弯和抗剪承载力。用理论方法对试验梁进行了计算分析,并与试验结果进行了比较,可以得到如下结论:
①洞口上方截面的次弯矩M1、M2以及洞口下方截面的次弯矩M3、M4都随轴力的增加而逐渐减小(图5.16);轴力不平衡区域内的次弯矩M1、M2是不能被利用的,即洞口上方截面的材料强度不能得到充分利用。
②洞口上方、下方截面的剪力值均随轴力的增加而下降(图5.17),说明截面上的轴向力对抗剪承载力是不利的;洞口上方截面的剪力Vt远大于下方截面的剪力Vb,说明了混凝土板对负弯矩区腹板开洞组合梁的竖向抗剪承载力有很大的贡献,符合试验现象。(www.xing528.com)
③理论方法得到的各试件计算结果与试验结果吻合良好(表5.1),误差在10%以内,可以满足工程设计的要求,计算公式可以为实际工程提供理论参考。
④通过参数变化下的理论计算看出,随着混凝土翼板厚度的增加,洞口角点1处的次弯矩M1明显增加,洞口角点2处的次弯矩M2的增加幅度则很小,洞口上方截面的剪力Vt显著增加(图5.20),符合试验现象;随着配筋率的增加,洞口角点1处的次弯矩M1增加很小,洞口角点2处的次弯矩M2有一定幅度的增加,洞口上方截面的剪力Vt有一定的增加(图5.22),但幅度不大,符合试验现象。
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