钢-混凝土组合扁梁受弯性能数值模拟研究

王 旭

(中铁房地产集团北方有限公司 北京 100166)

1 概述

钢-混凝土组合扁梁楼盖结合了钢材和混凝土两种材料各自材料的良好特性，在结构高度较小的条件下，能提供充足的结构承载力，减少现场湿作业，并且有利于结构防火以及铺设管线[1-4]。国内常用的组合楼盖有SP预应力混凝土叠合楼板和深肋压型钢板组合楼板，这两种组合楼盖承载力性能较好，拥有较好的抗弯刚度和抗剪刚度[5-8]，但这两种组合楼盖体系存在钢梁外露需额外防腐、防火保护，楼盖为单向板导致楼盖厚度大，组合扁梁下翼缘不平整需额外吊顶施工等问题，为此，提出一种新型双向叠合空心楼板组合扁梁楼盖[9-10]。

基于已有试验结果，文献[11-15]采用有限元分析软件，对组合扁梁竖向力作用下受弯和受剪性能进行了分析，数值分析结果与相关试验吻合较好。

本文基于ABAQUS，提出一种新型组合扁梁楼盖进行精细化建模，并与试验结果进行比对，验证了本文有限元模型能够较为准确模拟双向叠合空心楼板组合扁梁受弯时的力学性能。另外，对组成组合扁梁的钢梁和混凝土楼板进行单独建模，对比钢梁、混凝土楼板以及组合扁梁三者之间承载力大小关系。分析表明:型钢与混凝土楼板能够协同工作，组合截面承载力与实腹钢梁承载力相比提升明显，钢梁与混凝土组合达到1+1＞2的效果。

2 有限元建模及验证

2.1 组合扁梁构件参数

文献[9-10]中进行了4个新型组合扁梁楼盖受弯试验，试件参数如表1及图1所示。……