考虑滑移效应的组合梁界面作用机理及形变特征

摘要

钢-混凝土组合结构是现代土木工程中最重要的结构类型之一,界面粘结状态是组合结构维持性能的关键.在组合结构承载时,应用广泛的柔性抗剪连接件在传递剪力过程中易变形,从而导致钢梁和混凝土翼板的接触界面发生滑移,降低组合梁的刚度,影响其安全稳定服役性能.因此,需要从力学建模角度了解组合梁结构的界面作用机理,讨论滑移效应的发生机理,并有针对性地优化设计组合梁结构,避免或延缓界面滑移的产生.鉴于此,该文提出了一种新的理论模型探讨钢-混凝土组合梁结构的界面作用机理和力学行为特征.该分析以弹性理论为基础,引入界面粘结滑移模型假定以考虑滑移效应对结构性能的影响,并给出了解析方程定量描述滑移分布规律.通过与试验结果对比论证所推导的界面滑移位移和形变特征解析表达式的有效性.在此基础上,探讨了组合梁相关几何材料特征参数对滑移的敏感程度.通过前述理论建模和参数分析,给出了组合梁结构界面滑移损伤控制的最优设计参数以获取最佳承载性能.区别于普遍应用的能量法、数值法和有限元法,该文首次给出了一种新型、简洁和直观的解析解描述组合梁全跨范围内的界面作用机理.