槽型钢加固混凝土梁力学性能研究

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发布时间：2021-09-06

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槽型钢加固混凝土梁力学性能研究
余琼，孙会玲
(同济大学结构工程与防灾研究所，上海2OO092 J
【摘要】从已有的正弯矩试验出发，参考钢结构设计规范中组合梁理论，给出正弯矩和负弯矩塑性分析承
载力公式，正弯矩理论值与试验值吻合，负弯矩理论值与试验值相比误差较大，因此提出简化的负弯矩计算公式，
并与试验对比，计算值与试验值吻合，并指出采用钢结构规范的完全抗剪的负弯矩承载力公式计算槽钢加固悬臂
梁的局限性。
【关键词】槽钢加固；正弯矩；负弯矩；抗剪连接
【中图分类号】TU378．2 I文献标识码】B 【文章编号】 1001—6864[2010)m一0043—03
REsl CH oN 聊M匝CHANICAI，PR0P】 U1[I oF CONC刚，l BE Ⅵ RE ’0R( D
BY CHANNEL 玎EEL
YU Qiong， SUN Hui—ling
(Research Institute of Structural Engineering and Disaster Reduction，
Tongji University，Shanghai 200092，China)
Abstract：From Ⅱ1e bending tests done before and according to the theories of composite beams in the
Steel Structure Design Code，the paper suggests the formula for calculating the load capacity of the beam rein—
forced by channel steel under positive moment and negative moment by plastic analysis．Calculated positive
moments ale well fit for tests results，but calculated negative moments have great deviation．So the paper sug—
gests a simplified formula for calculating the negative moment，and the calculated results by this simplified
form ula are correspond with the test results．1"he limitations ofthe design formula in the Steel Structure Design
Cede for calculating the negative moment of the cantilever beam reinforced by channel stel are pointed OUt．
Key words：reinforced by channel steel；positive moment；negative moment；shear connectors
0 引言
型钢与混凝土组合梁的研究在我国发展已日渐
成熟，现行钢结构规范对组合梁的承载力、变形及构
造都有详细的规定，在组合梁中，型钢梁与混凝土梁
问采用抗剪栓钉连接。而在加固工程中，对于承载力
不足的混凝土梁，由于构造原因，多采用槽钢梁加固，
槽钢与混凝土梁是通过侧面钢板相连接的。槽钢加
固混凝土梁的承载力目前多参考规范中组合粱完全
抗剪连接设计，但由于组合梁的型钢是工字钢，而加
固梁是槽钢；组合梁的连接件是抗剪栓钉，而加固梁
是抗剪钢板，因此两者在承载力计算方面有所不同。
本文从已有的试验出发，提出槽钢加固梁的承载
力计算公式。
1 承载力计算
1．1 正弯矩试验承载力分析与计算
目前槽钢加固梁承载力计算多假定槽钢梁与钢
筋混凝土梁之间无相对滑移，加固梁是完全抗剪连
接，即加固梁交界面上的抗剪连接措施能保证梁的最
大受弯承载力得以充分发挥。而实际上槽钢梁与钢
筋混凝土梁之间是有相对滑移的，钢板可以传递全部
的剪力，梁侧螺栓却不一定能，如果为了保证无滑移，
增加螺栓的数量和直径，则对梁本身会有伤害，影响
梁的承载能力。
GB 50017—20O3(钢结构设计规范》中组合梁中型
钢与混凝土梁连接是焊接于工字钢顶部的栓钉锚固
于混凝土梁内，规范中规定在强度和变形满足的条件
下，组合梁交界面上抗剪连接件的纵向水平抗剪能力
不能保证最大正弯矩截面上抗弯承载力充分发挥时，
该组合梁为部分抗剪连接，反之，为完全抗剪连接。完
全抗剪连接的组合梁，钢梁与混凝土梁能很好的协同
工作，钢梁塑性发展较充分。
槽钢加固混凝土梁侧面连接钢板的截面积也是
按组合梁抗剪连接件的概念设计，一般情况下，钢板
面积乘以钢板的抗剪强度大于或等于槽钢的拉力和