无上弦空腹钢桁架–混凝土板组合楼盖弯剪承载力相关性研究

本课题组在此之前已设计制作了一榀无上弦空腹钢桁架–混凝土板组合楼盖试件，并对其进行试验分析，同时建立相应的有限元模型对其进一步分析。本文研究内容是基于砣块单元模型，深入研究无上弦空腹钢桁架–混凝土板组合楼盖弯剪承载力相关性。通过对有限元模拟结果与试验结果对比分析，表明本文的ANSYS模型可以较好地模拟无上弦空腹钢桁架–混凝土板组合楼盖的受力与变形。由试验结果有限元与模拟结果可知无上弦空腹钢桁架–混凝土板组合楼盖相对薄弱在弯剪段范围内。基于不同的砣块单元模型，通过对比理论公式与有限元结果，验证抗弯承载力理论公式的准确性，修正了抗剪承载力理论公式。通过大量的有限元模拟结果，拟合出弯–剪承载力相关曲线公式，拟合出的公式可以较准确地计算无上弦空腹桁架组合楼盖的极限承载力。

罗群等学者[1]在研究中发现，圆孔空腹梁翼缘部分对抗剪承载力的贡献显著，其贡献率可高达15.80%~31.9%。而且，随着孔高比的增大，翼缘对开孔截面抗剪的贡献率也随之增加。他们进一步给出了腹板开圆孔空腹梁的弯–剪相关曲线，为相关设计提供了重要参考。陈雁学者[2]的研究则揭示了，虽然适用于腹板开圆孔梁的弯–剪承载力相关曲线公式在特定情境下有效，但对于腹板大尺度矩形开孔梁却并不适用，这一发现为不同形状孔洞的梁结构研究提供了新视角。贾连光等学者[3]针对不同开孔率和翼缘尺寸的空腹梁进行了深入研究，并提出了一个创新的抗剪承载力计算公式，该公式充分考虑了开孔率和翼缘厚度的影响。此外，他们还给出了适用于六边形孔和圆孔空腹梁的弯–剪相关曲线公式，为实际工程应用提供了重要指导。Wang 等学者[4]从降低制作成本和提升受力性能的角度出发，对六边形开孔的孔型进行了优化，创新性地提出了带圆角形状的新孔型。同时，他们还提出了基于弯矩剪力相互作用曲线的设计方法，为空腹梁的优化设计提供了新的思路。吴言亮学者[5]深入研究了套管加强腹板开圆孔截面在不同受力情况下的破坏标准。他提出了一个综合考虑开孔率和套管厚度影响的抗弯、抗剪承载力公式及弯剪相关曲线方程，为这类特殊结构的设计和安全评估提供了有力工具。吴丹丹等学者[6]则借助ABAQUS 有限元软件对腹板开圆孔钢梁进行了更为深入的探索。

他们引入了开孔梁纯剪抗力影响系数， 并详细分析了开孔率、翼缘与腹板厚度比以及高宽比对该系数的影响。基于这些研究，他们提出了估算开圆孔梁纯剪抗力的计算公式，并给出了腹板开圆孔梁的弯–剪相关曲线方程，为相关领域的研究和应用提供了重要依据。

由有限元模拟结果与试验结果可知无上弦空腹钢桁架–混凝土板组合楼盖相对薄弱在弯剪段范围内。

因此，在实际工程中，研究不同弯剪比作用下空腹截面的弯剪承载力相关性很有必要。本章以实腹段与