钢-再生混凝土组合梁长期性能劣化机理与设计方法

 再生混凝土的应用可缓解工程建设对天然砂石的需求，具有较高的经济效益。钢-混凝土组合梁充分发挥钢材良好的受拉性能与混凝土的受压性能，具有自重轻、抗震性能好、施工速度快等优点；将再生混凝土引入钢-混凝土组合梁中可拓宽再生混凝土在结构工程的应用范围。组合梁中混凝土存在多种收缩和徐变模型，例如采用钢筋混凝土楼板时，组合梁呈现均匀收缩和均匀徐变分布；采用组合楼板时，组合梁呈现非均匀收缩和非均匀徐变分布。而且，引入再生混凝土将使得非均匀收缩和非均匀徐变分布更加显著。部分学者提出的考虑非均匀收缩影响的钢–混凝土组合板长期挠度计算方法形式较为复杂、计算量大；目前我国现行的组合梁长期挠度计算方法未考虑混凝土非均匀收缩影响，尚无非均匀收缩对钢-再生混凝土组合梁长期性能的影响研究，也无相应的长期挠度设计方法。首先针对钢-再生混凝土组合板长期性能进行研究，基于此，对钢-再生混凝土组合梁长期性能展开系列研究。具体如下：采用ABAQUS软件，建立热-力耦合的钢-混凝土组合板/梁有限元模型，基于国内外钢-混凝土组合板/梁的短期/长期性能足尺试验结果，验证模型的可靠性；对钢-再生混凝土组合板/梁长期性能进行参数分析，量化再生粗骨料取代率等参数对组合板/梁长期性能的影响；基于参数分析结果及美国ACI318规范提出适用于钢-再生混凝土组合板长期持荷系数ξ的修正公式，以两跨钢–混凝土组合板为例，提出考虑混凝土非均匀收缩影响的组合板长期性能设计方法；对《钢结构设计标准》（GB50017-2017）中组合板梁挠度计算方法进行适用性评价，修正组合梁长期挠度的计算公式。