钢箱-混凝土组合梁极限扭矩分析

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发布时间：2021-09-14

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钢箱一混凝土组合梁极限扭矩分析
刘滔，舒小娟，沈明燕
(湖南科技大学土木工程学院，湖南湘潭411201)
摘要：为对比研究新型钢箱一混凝土组合梁与传统叠合式组合梁的抗扭能力，运用沙堆比拟法原理，不计混凝土与钢箱
间的滑移，对钢箱一混凝土组合梁进行了扭转分析，并推导其极限扭矩公式。通过比较钢箱一混凝土组合梁、薄壁钢箱梁、
矩形混凝土实心梁的扭转强度，得出可忽略混凝土对钢箱一混凝土组合梁极限扭矩的贡献。计算对比同规格的叠合式组
合梁与钢箱一混凝土组合梁的极限扭矩，发现钢箱一混凝土组合梁具有更强的抗扭能力。
关键词：组合梁；极限扭矩计算理论；沙堆比拟法
中图分类号：U448；TU311 文献标志码：A 文章编号：1672—7029(2012)02—0043—05
Ultimate torque analysis about steel box—concrete composite beam
LIU Tao，SHU Xiao-juan，SHEN Ming-yan
(School of Civil Engineering，Hunan University of Science and Technology，Xiangtan 411201，China)
Abstract：A ultimate torque formula for the new steel box concrete composite beam on the basis of its torsional a’
nalysis was deduced．By using the sand heap analogy me thod without considering the slip between the concrete
and the steel box，a comparative study was made on the torsional capacity between new steel box concrete com—
posite beam and traditional superposed composite beam．Comparing the torsional strength about steel box—concrete
composite beam，thin—walled steel box girder and rectangular solid beam ，the conclusion can be drawn
that the contribution of concrete part for ultimate torque of steel box—concrete composite beam can be ignored．
Through calculating and comparing the ultimate torque about the same specification of the traditional composite
beam and steel box—concrete composite beam，the latter is stronger in torsional capacity．
Key words：composite beam；ultimate torque theory；thd sand analogy method
组合梁因为经过钢材和混凝土的合理布置运
用，具有承载力高刚度大、建筑高度小等显著特
点。如果考虑梁体受力特性在其截面形式的设计
上稍加调整可使得其的内力分布更趋合理，例如经
过合理设计可使得组合梁受到正弯矩作用时，混凝
土处于受压区，而钢梁大部分处于受拉区，如此组
合梁便能够充分发挥钢材和混凝土各自的材料性
能。组合梁桥自问世以来，在世界范围内得到了广
泛应用，众多学者也对其受力性能展开了较为深入
的研究，并不断发展，如钢一高强混凝土组合梁、预
应力钢一混凝土组合梁等新类型。高强混凝土可
以提高组合梁的刚度和承载能力；预应力技术应用
于组合梁，使其受力性能得到改善，也提高了其强
度与刚度。除了预应力及高强混凝土的应用外，还
不乏组合梁截面形式的创新，如钢箱一混凝土组合
梁的出现。钢箱一混凝土组合梁是在正弯矩较大
的跨中区段钢箱的截面上部箱室、剪力较大的边支
座附近以及负弯矩和剪力均大的中支座附近的钢
箱中充填混凝土的新型组合梁。钢箱一混凝土组
合梁相较于钢箱梁将其抗扭刚度太的特点进一步
放大，也提高了其局部稳定性；经过对梁体不同受
力区域合理设计，也可克服传统叠合式组合梁用于