[发明专利]一种外包波纹侧板混凝土组合梁的抗剪承载力计算方法

说明书

本发明公开了一种外包波纹侧板‑混凝土组合梁抗剪承载力的计算方法，包括如下步骤：获取外包波纹侧板‑混凝土组合梁的钢顶板和底板的厚度、波纹侧板的厚度和波高、梁截面高度和宽度、混凝土的轴心抗拉强度和波纹侧板的屈服强度；根据公式(1)即可计算得到外包波纹侧板‑混凝土组合梁抗剪承载力Vu。V_u＝V_cu+V_su+ω(η)。

技术领域

本发明涉及一种外包波纹侧板-混凝土组合梁的抗剪承载力计算方法，属于组合梁结构技术领域。

背景技术

随着时代的进步，经济的发展，普通的钢筋混凝土梁已无法满足高层结构与大跨度结构设计的要求，组合结构因此受到大家的关注，并且不断运用于现代的建筑设计中。外包钢-混凝土组合梁就是充分利用混凝土的抗拉性能和钢材的抗压性能的一种组合结构。通常，外包钢-混凝土组合梁的外包钢部分是由直钢板组成。但是，在外荷载或地震的作用下，这种梁内部混凝土与外包钢板容易产生滑移、脱开，整体性较差，且外包钢腹板承担大部分剪力，因此对直钢板的厚度和屈服强度有较高的要求。为增强外包钢-混凝土组合梁的整体性，充分发挥材料性能，提升经济性能，将波纹板代替直钢板的做法逐渐被关注和认可，外包波纹侧板-混凝土组合梁的立体结构如图1所示，用波纹侧板代替腹板位置处的直钢板，并与顶板、底板、端板通过焊接形成钢外壳，在钢外壳内预埋预应力筋并浇筑混凝土。外包波纹侧板-混凝土组合梁的结构剖面图如图2所示，其中b_f、h_f为楼板的宽度和高度，t_u、t_d分别为钢顶板和底板的厚度，t_w、h_r为波纹侧板的厚度和波高，h、b为梁截面高度和宽度，f_t、f_y为混凝土的轴心抗拉强度和波纹侧板的屈服强度。在外包波纹侧板-混凝土组合梁中，由于梁的抗剪承载能力主要由腹板承担，相同条件下，腹板越厚，承载能力越大，因此波纹侧板较小的厚度能够为组合梁提供更大的抗剪承载能力；此外，波纹板增强与内部混凝土的粘结，增大接触面积，可以对混凝土提供更有效的约束，充分发挥材料性能，又能节约抗剪连接件，有效提高构件的性能和制作成本。

对于梁而言，其发生受剪破坏为脆性破坏，在工程应用中要避免这种情况的发生，因此抗剪承载能力至关重要。一般的，组合梁抗剪承载力的获得方法一般是试验法、模拟法或公式计算法，由于试验的成本较高，模拟和计算的方法则为更常用的方法。针对普通的外包钢-混凝土组合梁的抗剪承载力的模拟和计算公式相对较成熟，但是针对此类外包钢为波纹侧板的组合梁而言，由于其结构变化较大，影响因素较多，目前针对其抗剪承载能力的模拟和计算公式还不充分。尽管模拟方法如有限元模拟能够较准确的模拟得到组合梁的抗剪承载力，但是有限元模拟的过程较繁琐和复杂，十分耗费时间。在公式计算法中，现有的规范规程中的计算方法从理论上主要分为以下两类。第一类仅考虑钢材的抗剪承载力；第二类为叠加理论，即认为组合梁的抗剪承载力由内部混凝土和外包钢的抗剪承载力叠加而成，单独计算出混凝土和外包钢分别承担的承载力，再叠加即可得到构件的抗剪承载力。因为波纹侧板的抗剪性能较好，而上述公式适用于直钢板，波纹侧板的抗剪承载能力远远大于直钢板，因此上述公式都不能非常准确的计算其抗剪承载力。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种外包波纹侧板-混凝土组合梁抗剪承载力的计算方法，通过本发明方法能够快速的计算得到外包波纹侧板-混凝土组合梁抗剪承载力，可以根据此数据设计相应的结构，以防止外包波纹侧板-混凝土组合梁受剪破坏的产生。本发明计算得到的数值准确，且方法简单快捷，具有良好的应用前景。

一种外包波纹侧板-混凝土组合梁抗剪承载力的计算方法，包括如下步骤：

S1，获取外包波纹侧板-混凝土组合梁的钢顶板和底板的厚度、波纹侧板的厚度和波高、梁截面高度和宽度、混凝土的轴心抗拉强度和波纹侧板的屈服强度；

S2，根据公式(1)即可计算得到外包波纹侧板-混凝土组合梁抗剪承载力V_u，