扭矩作用下型鋼混凝土構件的破壞機理及強度計算研究

《扭矩作用下型鋼混凝土構件的破壞機理及強度計算研究》是依託蘇州科技大學，由邵永健擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：扭矩作用下型鋼混凝土構件的破壞機理及強度計算研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：邵永健
• 依託單位：蘇州科技大學

項目摘要

隨著高層、大跨和重載結構的日益增多，型鋼混凝土結構的套用日益廣泛。同時工程結構中的框架邊梁、轉換層大梁和角柱等構件往往受到扭矩作用。但是，國內外對扭矩作用下型鋼混凝土構件的研究尚處在起步階段，受力機理尚未揭示，我國的兩部設計規程也就沒有給出設計計算方法，研究滯後於工程套用。因此，亟需對其受扭問題進行深入系統的研究，提出科學合理的設計計算方法，以保證該類結構的安全性和經濟性。.本項目擬對型鋼混凝土構件在純扭、彎扭、剪扭和壓彎剪扭四種受力狀況下的力學性能進行試驗研究、理論分析和數值模擬，揭示其受力機理，建立其強度計算理論和計算公式，分析各設計參數對其受扭性能和抗震性能的影響規律，提出能有效提高其受扭性能和抗震性能的構造措施。同時基於結構性態，確定其在壓彎剪扭共同作用下的軸壓比限值。研究成果可完善型鋼混凝土結構的計算理論，指導扭矩作用下型鋼混凝土構件的設計計算，具有重要的理論意義和工程套用價值。

結題摘要

從完成的實驗、完成的研究內容和取得的成果三個方面對項目簡述如下。 （1）完成的實驗完成的實驗有：22個純扭、13個彎扭、6個剪扭、4個彎剪扭梁式試件的單調載入實驗，4個彎剪扭梁式試件的低周反覆載入實驗，30個壓彎剪扭柱式試件的單調載入實驗，24個壓彎剪扭柱式試件的低周反覆載入實驗，合計完成103個試件的實驗工作。對比項目申請時規劃77個試件的實驗任務，試件數量和實驗類型增加，以使項目的研究更加全面和科學。 （2）完成的研究內容完成的研究內容有：“實腹式型鋼混凝土純扭試件、角鋼骨架型鋼混凝土純扭試件、倒L形實腹式型鋼混凝土純扭試件、實腹式型鋼混凝土彎扭試件、角鋼骨架型鋼混凝土彎扭試件、角鋼骨架型鋼混凝土剪扭試件、十字型鋼混凝土柱式試件受扭性能與抗震性能、H型鋼混凝土柱式試件受扭性能與抗震性能、角鋼骨架型鋼混凝土柱式試件受扭性能”的實驗與研究，以及型鋼混凝土複合受扭構件數值模擬方法的研究。對比項目申請時規劃的研究內容，增加了扭彎比、縱筋配筋率、剪跨比對受扭性能和抗震性能影響規律的分析。取消了提高抗震性能構造措施的研究，取消了柱式構件軸壓比限值的研究，這是因為受實驗設備載入能力的限制。 （3）取得的成果取得的成果有：獲得了純扭、剪扭、彎扭、彎剪扭、壓彎剪扭型鋼混凝土構件受力全過程的受扭性能和破壞機理；獲取了它們的開裂扭矩、屈服扭矩、極限扭矩及其對應的曲率等關鍵數據。獲得了彎剪扭、壓彎剪扭型鋼混凝土構件的抗震性能指標。揭示了軸壓比、扭彎比、混凝土強度、配鋼率、配箍率、縱筋配筋率、剪跨比等設計參數對型鋼混凝土構件受扭性能和抗震性能的影響規律。建立了純扭、剪扭、彎扭、彎剪扭、壓彎剪扭型鋼混凝土構件的強度計算公式。對比項目申請時規劃的論文，目前發表的論文沒有達到申請書的要求，這主要是由於項目實施過程中受“實驗載入裝置的研發、實驗量增加、實驗室排隊和重要核心期刊文章發表周期”四個因素的影響。根據項目完成的實驗與研究情況，課題組完全能按照國家自然基金委的要求，在課題結題後的2~3年發表其餘論文，並達到申請書的要求。新增的成果有：課題組研發的壓彎剪扭實驗裝置已獲國家實用新型專利，與該實驗裝置配套的實驗方法已申請國家發明專利。總體上，項目的完成情況及取得成果已達到申請書的要求。