负弯矩区组合梁加钢管支撑的荷载-挠度曲线及极限值

试验及有限元结果表明，开洞削弱了承担剪力的腹板截面，使得刚度急剧下降，根据桁架模型理论，可以通过在洞口区设置斜杆支撑起到补强的效果，书中提到的V形加劲肋和U形加劲肋也体现了该方法的有效性，从便于施工的角度出发，这里提出了在洞口区设置钢管支撑的补强措施，如图6.9所示，钢管只需通过上端、下端支座进行连接，可以焊接或者螺栓固定，不用沿着腹板进行焊接，加工也更为方便。

图6.9　洞口区钢管支撑示意

注：1—上端支座；2—下端支座；3—钢管支撑

为了分析钢管支撑的补强效果，对设置了钢管支撑的负弯矩区腹板开洞组合梁进行了非线性有限元计算分析，钢管尺寸d×t=30 mm×2 mm，组合梁尺寸与示意图如图6.3所示。

如图6.10所示为洞口区设置钢管支撑的负弯矩区组合梁的荷载-挠度曲线，同时列出了洞口无补强措施以及洞口设置井字形加劲肋的情况作为对比，对应的极限荷载及挠度值见表6.6。从计算结果中可以看出：

①洞口区设置钢管支撑后，负弯矩区腹板开洞组合梁的承载力显著提高，与无补强措施的情况相比提高了55%，提高幅度略高于设置井字形加劲肋的情况（53%），起到了很好的补强效果。(www.xing528.com)

②在洞口区设置钢管支撑后，负弯矩区腹板开洞组合梁的变形能力有一定提高（28%），虽然其提高幅度不及设置井字形加劲肋的情况（45%），但可以通过提高纵向钢筋配筋率来提高变形能力。

图6.10　洞口区设置钢管支撑的负弯矩区组合梁荷载-挠度曲线

表6.6　洞口区设置钢管支撑的负弯矩区组合梁极限荷载与挠度值