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1、报告编号：201136000L040125科技查新报告项目名称：型钢混凝土复合受力构件受扭行为研究委托人:委托日期：2011年03月17日 查新机构（盖章）：教育部科技查新工作站（L04）查新完成日期：2011年03月28日中华人民共和国科学技术部二OOO年制查新项目 名称中文：型钢混凝土复合受力构件受扭行为研究英文： Research on the Torsional Behavior of Steel Encased Concrete Memb Un der Comb ined Force查 新 机 构名称教育部科技查新工作站（L04）通讯地址南京市四牌楼2号邮政编码210096负责人李爱

2、国电话83792410传真57712535联系人陆美电话83792888电子信箱.c n一、查新目的（成果、专利、立题或立项）：立项查新：申请教育部博士点基金项目二、查新项目的科学技术要点该项目采用试验研究及理论分析相结合的方法，对型钢混凝土复合受力构件的基本受 力性能和设计计算方法进行系统研究。重点研究型钢混凝土构件在纯扭、弯扭、弯剪扭以 及压（拉）弯剪扭复合作用下的受扭性能。通过试验找出型钢混凝土在复合作用下的破坏 规律，获取数据及科学认识；重点分析型钢分布方式、含钢率、配筋强度比、截面特性（高 宽比）、扭弯比等重要参数对型钢混凝土复合受力构件力学性能的影响；结合已有

3、的钢筋 混凝土受扭理论，详细分析型钢混凝土复合受力构件的受力机理；结合变角空间桁架模型， 提出型钢混凝土构件不同扭转比及弯剪扭复合作用下的相关方程；建立型钢混凝土开裂前 阶段、开裂到极限阶段、极限破坏阶段各自的扭转刚度计算公式；最终提出型钢混凝土复 合受力构件的开裂扭矩、极限扭矩等实用的设计计算方法。二、查新点与查新要求查新点：1. 通过型钢混凝土构件在纯弯、纯扭、弯扭及弯剪扭复合作用下的试验，探索型钢混凝 土压（拉）弯剪扭复合受力构件的受扭破坏机理；分析扭矩对型钢混凝土抗弯承载力 的影响；提出开裂扭矩、极限扭矩、抗扭刚度等简化实用的设计计算公式；2. 对型钢混凝土构件在弯扭、弯剪扭复合作用下

4、的相关性进行研究，分别给出型钢混凝 土构件在不同扭弯比及在弯剪扭作用下的相关方程；提出适合简化实用的计算公式与 设计计算方法。查新要求：查证国内外是否有与该查新项目相同或类似的文献报道。3四、文献检索范围及检索策略选用的国外数据库：序号Dialog No.数据库名称收录时间12In spec1898-2011/Mar W128Ei Compe ndex(R)1884-2011/Mar W236NTIS1964-2011/Mar W2435Dissertati on Abs On li ne1861-2011/Feb5134Earthquake Engin eeri ng Abstracts19

5、66-2011/Feb634SciSearch(R) Cited Ref Sci1990-2011/Mar W17351Derwe nt WPI1963-2011/UD=2011108293Engin eered Materials Abstracts1966-2011/Feb963Tran sport Res(TRIS)1970-2011/Feb1061Civil Engin eeri ng Abstracts1966-2011/Feb11335Ceramic Abstracts/World Ceramics Abstracts1966-2011/Feb1299Wils on Applied

6、 Science & Tech no logy Abstracts1983-2011/Feb1365In side Conferences1993-2011/Feb1414Mecha ni cal and Tran sport Engin eer Abstract1966-2011/Feb15144Pascal1973-2011/Mar W116118ICONDA-I ntl Co nstruction1976-2011/Feb17134Earthquake Engin eeri ng Abstracts1972-2011/Feb18348EUROPEAN PATENTS1978-201110

7、19654US PAT.FULL1976-2011/MAR 2120CSA2011.3.21选用的国内有关数据库:序号数据库名称收录时间1万方资源系统平台（学术期刊论文数据库、学位论文数据库、会议论文数 据库、中外专利数据库、科技成果数据库、中国环境文献数据库）1989-2011.32中国知网平台（中国学术期刊网络出版总库、中国博士学位论文全文数据 库、中国优秀硕士学位论文全文数据库、中国重要会议论文全文数据库）2000-2011.33中文科技期刊数据库（维普）1989-2011.34中外专利数据库服务平台 nipr/zljs2010.3.215中国科技论文在线2010.3.21检索策略:1.

8、 (steel()(e ncas? or rein forc?)()c on crete or SRC) and (compress? or ten si on) and (flexur? or ben d?) and shear? and (torsio n? or torqu?)2. (steel()(encas? or reinforc?)()concrete or SRC) and (compress? or tension)(S)(flexur? or ben d?)(S)shear?(S)(torsio n? or torqu?) and (stiffness or rigid?

9、or crack? or ultimate?)(1N)(torsion? or torqu?)3. (steel()(encas? or reinforc?)()concrete or SRC) and (stiffness or rigid?) and (crack? andorultimate?)(1N)(torsion? or torqu?)4. (steel()(e ncas? or rei nforc?)()co ncrete or SRC) and (flexur? or ben d?) and shear? and (torsio n? torqu?) and (correlat

10、? or in teractio n(1N)equati on)and （压弯剪扭or拉弯剪and （开裂扭矩and极限扭and （压弯剪扭or拉弯剪and弯剪扭and （相关性or1. （型钢混凝土 or钢板混凝土 or外包钢混凝土 or框架钢混凝土） 扭or） and受扭2. （型钢混凝土or钢板混凝土or外包钢混凝土or框架钢混凝土）矩and抗扭刚度）3. （型钢混凝土or钢板混凝土or外包钢混凝土or框架钢混凝土）扭）and （开裂扭矩or极限扭矩or抗扭刚度）4. （型钢混凝土 or钢板混凝土 or外包钢混凝土 or框架钢混凝土） 相关方程）五、检索结果参照用户提供的技术要点和主题词

11、，依据上述检索范围和检索式，检索出一百多篇文献，其中 一般相关文献22篇(附录文献1-22)，无密切相关文献。检索结果及分析如下：国内部分：1张根俞型钢混凝土梁受扭性能的试验研究及理论分析D.南京：东南大学 2009.3倪勇.新型外包钢一混凝土组合梁受扭性能试验研究D.南京：东南大学 2007.4梁书亭，朱筱俊,张根俞箱形型钢混凝土梁开裂扭矩与极限扭矩计算分析J.建筑结构，2011 (1).丁海军，梁书亭,朱筱俊箱形型钢混凝土纯扭构件的非线性有限元分析J.工业建筑,2010 (S1).文献1、3、4、6是该查新项目课题组发表的文献，其中文献1是关于型钢混凝土梁在纯扭、弯扭和弯剪扭作用下受扭性能

12、的试验研究；文献3研究了新型外包钢-混凝土组合梁在纯扭和弯剪扭下的受扭性能；文献4研究了箱形型钢混凝土梁纯扭作用下的受扭性能，建立了开裂扭矩计 算公式、极限扭矩计算公式；文献6报道了箱形型钢混凝土纯扭构件的非线性有限元分析。而该查 新项目则通过对型钢混凝土在纯弯、纯扭、弯扭、弯剪扭以及复合作用下的试验，研究型钢混凝土复 合受力构件的受扭行为，上述文献均无提及压/拉弯剪扭复合作用。2刘继明.钢筋混凝土复合受力构件受扭行为和设计方法的研究D.西安：西安建筑科技大学，2004.5蔡建林.钢一混凝土组合梁纯扭及复合受扭性能及其损伤研究D.镇江：江苏大学，2009.7胡少伟聂建国，熊辉.钢-混凝土组合梁

13、的受扭试验与分析J.建筑结构学报,2006,(4).8门进杰等.高强混凝土复合受扭构件钢筋应变及极限扭矩的试验研究J.西安建筑科技大学学报(自然科学版)，2007(2).9高云.新型外包钢一砼组合梁受扭性能的试验研究和非线性有限元分析D.镇江：江苏大学,2008.文献2通过35根试件的试验研究和理论分析，对双向压弯剪反复扭矩复合作用下的混凝土框架 柱的受扭行为和抗震性能进行了研究。该查新项目研究的是型钢混凝土复合受力构件的受扭行为；文献5研究了钢一混凝土组合梁纯扭及弯剪扭复合作用下的抗扭刚度及相关性进行了研究，推导了抗扭刚度计算公式及组合梁在大、小弯扭比以及弯剪扭复合作用下的相关方程；文献7对

14、钢-混凝土组合梁纯扭作用下的受扭性能进行了试验与分析；文献8对高强混凝土构件在单调扭矩作用下的钢筋应变 和极限扭矩等力学问题进行了研究；文献 9对新型外包钢一砼组合梁受扭性能进行了试验研究和非 线性有限元分析。上述五篇文献的研究对象均不是型钢混凝土。10谭晓演.型钢混凝土构件抗扭分析与研究D.长沙：湖南大学,2008.11雷强.型钢混凝土受扭构件的非线性有限元分析D.西安：西安建筑科技大学，2007.文献10、11均研究了型钢混凝土纯扭下构件抗扭性能的有限元分析，并提出了型钢混凝土纯 扭构件开裂扭矩、极限扭矩的计算方法，但未进行试验研究，也未考虑复合受扭。国外部分：12Lee, Tai-Kua

15、ng; Pan, Austin D. E. Analysis of composite beam-columns under lateral cyclic loadingJ. Journal of Structural Engineering. V6l. 127, no. 2, pp. 186-193. Feb. 2001文献12分析了组合梁柱侧向循环荷载，并创建了组合梁柱在侧向循环荷载下的受力模型，包括 纯弯和轴压。该查新项目则研究各种受力状况下的力学性能。13 Rebeiz, K.S. Shear Strength Prediction for Concrete MembersJ. Jou

16、rnal of Structural Engineering. Vol. 125, no. 3, pp. 301-308. Mar. 1999.14 Glosle, Mathias. Etc. A new ultra Ion g-spa nning, comb ined steel formwork and rei nforceme nt hybrid deck ing system using cold-formed comp onen tsJ. Seven tee nth Intern ati onal Specialty Conference on Cold-Formed Steel S

17、tructures: Recent Research and Developments in Cold-Formed Steel Design and Construction, p 603-616, 200515 Venkappa, Velpula etc. CYCLIC TORSION TESTS ON REINFORCED CONCRETE BEAMSJ. Journal of structural engin eeri ng, v 113, n 6, p 1329-1340, Ju n 198716 Tavio etc. Effective Torsional Rigidity of

18、Reinforced Concrete Members ACI Structural JournalJ, v 101, n 2, p 252-260, March/April 200417 Klus, J.P. Ultimate stre ngth of rein forced con crete beams in comb ined torsio n and shearJ. America n Concrete Institute - Journal, v 65, n 3, p 210-216, Mar, 196818 Rodriguez-Gutierrez, J.A. etc. Rein

19、forced, partially, and fully prestressed sle nder con crete colu mns unde biaxial ben di ng and axial loadJ. Journal of Structural Engin eeri ng, v 127, n 7, p 774-783, July 200119 Alnuaimi, AS. 3D analysis of solid reinforced concrete beams subjected to combined load of bending, torsion and shearJ.

20、 Computatio nal Methods and Experime ntal Measureme nts XIII 46185-194 2007文献13采用有限元分析、插值函数和多元回归分析方法得到了350个钢筋混凝土梁的受剪数据，以及用于没有钢筋网的加强混凝土部分的不同受剪强度方程；文献14涉及一种新型大跨度框架结构多种工作工况的研究；文献15对4根钢筋混凝土梁的循环受扭进行了测试；文献16研究了钢筋混凝土构件的有效受扭刚度，并提出了计算模型针对型钢混凝土；文献17对一系列正常配筋和配箍的矩形钢筋混凝土梁进行试验，并得到了剪扭下的钢筋混凝土的极限强度；文献18介绍了部分预应力和全预应力

21、混凝土纯弯和轴力研究；文献19对钢筋混凝土在弯剪扭状态下梁的性能和失效荷载进行了三维分析。上述七篇文献的研究对象主要是钢筋混凝土而不是型钢混凝土。20 Nie, JG; Tang, L. Rein forced con crete slabs and steel-c on crete composite beams un der pure tors ion J. 8th Intern atio nal Conference on Steel-C on crete Composite and Hybrid Structures, Proceedi ngs482-492 20021 Albert,

22、 An drej. Rein forced con crete floor slabs with spherical void formers verificati on of shear and torsional resista nceJ. Bet on werk und Fertigteil-Tech nik/C on crete Pla nt and Precast Tech no logy, v 77, n 2, 182-184, 201122 Marti n, L.H. etc. TORSION AND BENDING IN LONGITUDINALL Y REINFORCED C

23、ONCRETE BEAMS.J. Building Scienee, v 8, n 4, p 339-350, Dec 1973文献20介绍了纯扭下钢筋混凝土和组合梁的试验，采用了 RA-STM模型对板在纯扭作用下进行研究得出了相关影响因素；文献21研究了开有圆洞的钢筋混凝土板的抗剪和抗扭；文献 22研究了 受弯扭复合作用的钢筋混凝土梁的纵向弯剪。上述三篇文献主要针对钢筋混凝土的纯扭、或剪扭和弯 扭复合作用，而该查新项目则针对型钢混凝土研究构件在纯弯、纯扭、弯扭及弯剪扭复合作用下的受扭行为。六、查新结论该查新项目是型钢混凝土复合受力构件受扭行为的研究，通过对上述文献的分析，并 与本查新项目相比

24、，得出结论：国内外已有型钢混凝土构件在纯扭、弯扭和弯剪扭作用下受扭性能的试验研究1、4、 61011，但未见有型钢混凝土压/拉弯剪扭复合受力下构件受扭破坏机理的研究。综上所述，研究型钢混凝土在压/拉弯剪扭复合受力构件中的受扭破坏机理，提出开 裂扭矩、极限扭矩、抗扭刚度等的计算公式，并分别给出型钢混凝土构件在不同扭弯比 及在弯剪扭作用下的相关方程，在查新范围内，未见相同的公开文献报道。查新员（签字）：查新员职称：审核员（签字）：审核员职称：（科技查新专用章） 年 月 日7七、查新员、审核员声明（1）报告中陈述的事实是真实和准确的。（2）我们按照科技查新规范进行查新、文献分析和审核，并做出上述查新

25、结论。（3）我们获取的报酬与本报告中的分析、意见和结论无关，也与本报告的使用无关。（4）本报告仅用于立项查新。查新员（签字）：审核员（签字）：年 月 日年 月 日八、附件清单附件为一般相关文献，详见附录文献 8-17页。九、备注（1）本查新报告无“查新专用章”、签字和骑缝章无效;（2）本查新报告涂改、部分复印无效；（3）检索结果及查新报告结论仅供参考。8附录：1【篇名】型钢混凝土梁受扭性能的试验研究及理论分析【作者】张根俞 【学位类型】博士 【授予单位】东南大学 , 【导师】梁书亭 , 朱筱俊 【年份】 2009.【摘要】本文采用试验研究和理论分析相结合的方法对型钢混凝土的受扭性能展开研究，此

26、外，对型钢 混凝土的受弯性能进行了进一步的探讨。全文所做的工作和相关研究成果如下： 1、通过 2 根钢筋混凝土对比梁， 6 根 H 形型钢混凝土梁在单调扭矩作用下的纯扭受力性能试验研究，以不同型钢种 类及钢筋配筋方式为研究参数， 对比钢筋混凝土梁受扭性能， 揭示 H 型型钢混凝土梁在纯扭受力情况下 的破坏形态、工作机理及裂缝的发展和分布情况；分析混凝土与 H 型钢截面的应力与应变分布特征；获 得 H 形型钢混凝土梁纯扭受力状态下的强度、刚度、扭矩一扭率曲线，从而确定其开裂扭矩、极限抗扭 承载力及变形性能； 2、通过 7 根箱形型钢混凝土梁的在单调扭矩作用下的纯扭受力性能试验研究，以不同型钢种类

27、、箱形型钢内部是否浇筑混凝土、钢筋配筋方式为研究参数，对比 H 形型钢混凝 土粱的受扭性能，揭示箱形型钢混凝土梁在单调扭矩作用下的破坏特征、工作机理及裂缝的发展和分布 情况，获得其抗扭刚度、强度、扭矩一扭率曲线等特性，来分析箱形型钢混凝土梁的工作性能和受力特 点； 3、在试验研究基础上，提出了 H 形型钥混凝土梁的开裂扭矩计算公式，分析结果表明，钢筋和型钢对 H 形型钢混凝土梁的开裂扭矩的提高作用可以忽略不计， 按素混凝土构件计算开裂扭矩能 达到满意的精度； 在分析了作为薄壁杆件 H 型钢自由扭矩与约束扭矩基础上， 提出了 H 形型钢混凝土梁 的极限扭矩计算公式，分析表明，忽略 H 型钢的翘曲

28、扭矩值，采用叠加法计算能获得满意的精度； 4、针对箱形型钢混凝土梁的受扭特点， 本文认为虽然箱形型铜在试件弹性阶段应变值很小， 但由于其抗 扭刚度很大，因此，箱形型钢在试件弹性阶段就开始发挥作用，使得试件的开裂扭矩有一定的提高，利 用扭转角相等假定，基于刚度比原则，提出了箱形型钢混凝土梁的开裂扭矩计算公式。在分析了作为薄 壁杆件的箱形型钥扭矩值基础上，认为箱形型钢部分承担的扭矩值可按塑性自由扭矩值计算，根据叠加 法，提出了箱形型钢混凝土梁的极限扭矩计算公式；此外，将箱形型钢“弥散”到整个截面，并将有效 壁厚范围内的型钢等效为纵筋与箍筋，在此提出了箱形型钢混凝土梁的极限扭矩计算公式；两个极限扭

29、矩计算公式与试验值均一致； 5、根据变角软化桁架模型，忽略混凝土的抗拉作用，从有效壁厚角度对软化空间桁架模型的诸多方程进行求解，获得了极限状态分析的一系列方程，编制了型钢混凝 土受扭极限状态的分析程序，为验证程序的可行性，首先对已有的钢筋混凝土纯扭试验数据进行计算， 根据计算结果对公式进行修改后应用于型钢混凝土梁受扭极限状态分析中，计算结果与试验结果基本吻 合； 6、将型钢混凝土梁受扭的全过程分为开裂前及开裂后两个阶段，在开裂前的阶段采用弹性分析方法，开裂后依据桁架模型推导了一系列适用于型钢混凝土梁受扭分析的关系式，并提出了型钢 混凝土梁受扭性能全过程分析的简化算法， 编制程序进行计算， 对计

30、算结果和试验结果进行了对比分析， 表明方法合理，精度也满足要求； 7、将型钢混凝土梁的受扭过程分成理想化的三个阶段，即开裂前的弹性阶段、 开裂后至构件屈服阶段以及构件屈服后至极限状态阶段。 在考虑诸多因素的基础上， 分别推导了 H 形、箱形型钢混凝土梁对应于上述三个阶段的抗扭刚度计算公式。 上述抗扭刚度计算结果 与实测结果均表明，试件抗扭刚度值离散性很大； 8、通过 1 根 H 形型钢混凝土梁， 2 根箱形型钢混凝土梁的纯弯受力性能试验研究，对比 H 形型钢混凝土梁的受弯性能，以不同型钢种类、箱形型 钢内部是否浇筑混凝土为研究参数，重点分析了箱形型钢混凝土梁的抗弯性能，分析表明箱形型钢混凝 土

31、梁与 H 形型钢混凝土梁的受弯性能基本一致； 9、根据型钢混凝土受弯破坏的特点，对约束混凝土计算理论进行修改后应用于型钢混凝土粱正截面抗弯承载力的计算中，将钢筋与型钢对核心混凝土的有效约束作用转化为混凝土的“额外强度”参与混凝土的抗弯承载力计算，提出了考虑约束效应的型钢混凝土梁抗弯承载力计算方法，与试验结果比较表明，该方法的切实可行；10、以扭弯比为研究参数， 通过 3 根 H 形型钢混凝土梁， 3根箱形型钢混凝土粱的复合弯扭受力性能试验研究表明， 当扭弯比较大时，扭矩起控制作用，试件将发生扭型破坏，当扭弯比较小时，弯矩起控制作用，试件将 发生弯型破坏。提出了 H 形、箱形型钢混凝土梁的扭形破

32、坏与弯形破坏的界限，分析了两种型钢混凝土 在不同破坏形态下的破坏特征，分析表明，适当弯矩作用下，试件的扭矩值有一定程度的提高；11、在已有研究成果基础上，提出了两种型钢混凝土在大扭弯比下、小扭弯比作用下的两段式弯扭相关 方程。分析后又进行改进，提出了三阶段弯扭相关方程。本文还给出了型钢混凝土梁在弯剪扭复合作用 下的相关方程。2刘继明.钢筋混凝土复合受力构件受扭行为和设计方法的研究 D.导师：董毓利:西安建筑科技大学，2004 摘要: 普通混凝土及高强混凝土随着高层建筑的发展得到广泛的应用，有必要对普通混凝土和高强混凝 土承受弯压剪扭复合受力构件的结构性能做进一步研究。 本文通过 35根试件的试

33、验研究和理论分析， 对 复合受力的混凝土框架柱的受扭行为和抗震性能进行了研究。 具体为以下几个方面的内容。 通过 9 根承 受双向偏压、弯、剪构件在反复扭矩作用下的试验研究，以轴压比和相对偏心距为主要研究参数，揭示 钢筋混凝土构件中双向偏压剪反复扭矩作用下的破坏特征、开裂扭矩、刚度、强度、延性等特性和耗能 性能，从而确定其开裂承载能力和极限承载能力及变形性能。 通过 14 根承受单向压、弯、剪，单调扭 矩复合作用的高强钢筋混凝土构件和 9 根高强混凝土、 3 根高性能混凝土框架柱在双向压弯剪反复扭矩 复合作用的模型试验研究，首次研究了高强混凝土框架柱在翘曲截面上的受力行为，探讨了高强混凝土 框

34、架柱抗扭性能的受力机理。 以轴压比和相对偏心距为主要研究参数， 揭示高强钢筋混凝土构件在单向、 双向偏压剪单调、反复扭矩作用下的破坏特征、开裂扭矩、刚度、强度、延性等特性，分析了影响高强 混凝土框架柱抗扭承载力的因素。 研究了承受双向压弯剪扭复合受力的普通和高强混凝土框架柱的抗震 性能。在 9根普通混凝土、 12 根高强钢筋混凝土框架柱在双向压弯剪反复扭矩复合作用的模型试验研究 的基础上，对普通和高强混凝土框架柱的抗震特性和滞回特性进行了分析，研究了各影响因素对钢筋混 凝土复合受扭构件抗震性能的影响。 本文对钢筋混凝土构件抗震性能进行了评论， 对钢筋混凝土双向压 弯剪构件在反复扭矩作用下的滞回

35、特性及滞回模型存在的问题进行了分析，同时也分析了抗震性能中较 为关键的两部分抗震性能 -延性性能和耗能性能，讨论了各种影响因素对延性和耗能的影响，给出了双 向压弯剪及反复扭矩作用下恢复力模型中各种滞回环的建立的方法，建立了钢筋混凝土复合受扭构件的 恢复力模型 本文采用有限元非线性分析方法对弯压剪扭复合受力下的钢筋混凝土结构的非线性性能进 行分析研究。在建立钢筋混凝土的有限元模型时，混凝土采用的单元为八节点六面体等参单元，钢筋单 元分为两种情况，纵向钢筋采用分离式钢筋单元，箍筋采用埋藏式钢筋单元，即箍筋作为附着在混凝土 等参数单元内或单元上的 “膜单元”。混凝土本构关系和破坏准则采用混凝土边界面

36、模型。 该模型是一种 功能较强的模型，可以用于混凝土三向受力的情况，采用损伤概念来反映混凝 摘要 土连续性刚度退化 现象和非线性性能， 把材料参数与混凝土一些物理现象组合在一起， 使得这种 模型应用于混凝土三向受 力时与实验结果的一致性和计算上的困难得以解决。 可以模拟混凝土受 力后的各种特性， 如混凝土的非 线性应力一应变关系， 循环荷载作用下的刚度退化现象， 剪力引 起的混凝土的压缩和膨胀现象和超过强 度极限的应变软化现象等， 且这种模型的最大优点是表达 形式简单，模型参数比较容易确定， 便于应用。 基于混凝土在压、 弯、剪、扭复合受力作用下的 情况， 需要对这种结构在各种荷载情况下的内力

37、变形状 况和破坏性状进行较为精确的分析， 本文 采用边界面模型对混凝土复合受力性能进行非线性分析， 能有 效、精确地分析复合受力构件在各 种荷载作用下全过程的受力行为， 为理论分析提供各方面的验证。 本 文将斜压场理论中的斜压杆表达成在平面内承受剪应力和正应力的钢筋混凝土薄膜元，借 助析架模型， 满足二维应力平衡条件、 莫尔应变协调条件和混凝土的双轴软化本构关系， 揭示钢 筋混凝土复合受力构 件在受力一变形全过程中受力行为和工作性能， 为研究复合受扭构件的变形行 为打下了坚实的基础。 应 用这种方法，本文首次对高强钢筋混凝土压弯剪扭复合受力构件进行了 非线性全过程分析， 对考虑软化 的混凝土本

38、构关系进行了修正， 对混凝土斜压场进行了简化， 经 分析计算与试验结果对比符合较好， 说 明薄膜元理论对钢筋混凝土复合受扭构件受力行为的全过 程分析是一种有效的方法。 本文将单向加载、 反复加载、单向受扭、 反复受扭、普通混凝土、 高强混凝土构件用基于空 间析架模型的统一理论来描述， 得出了反映复合受扭受力行为的强度相关关系， 该统一理论能较 好地描述复合受扭构件各方面的受力性 能，包容性较强，在该理论的基础上， .3 【篇名】新型外包钢混凝土组合梁受扭性能试验研究 【作者】倪勇【学位类型】硕士【授予单位】东南大学 ,【导师】秦卫红【年份】 2007.【摘要】新型外包钢 -混凝土组合梁是以较厚

39、钢板做底板， 较薄的冷弯薄壁型钢做侧板， 二者通过焊缝连 接形成u形截面，然后在里面浇注混凝土，作为 T形截面组合梁的肋部，翼缘为楼板，钢与混凝土通过 可靠连接共同受力的组合构件。本文针对此新型外包钢-混凝土组合梁的受扭性能进行了试验和理论研究，全文所做的工作和相关研究成果如下：(1)通过 5 根新型外包钢一混凝土组合梁的静力试验研究 (2根纯扭、 3根弯剪扭 )，分析了该类构件的破坏形态、扭矩 -扭率曲线、弯矩 -挠度曲线、荷载 -应变曲线、 混凝土应变分布、钢筋应变分布及钢板应变分布等，初步了解了组合梁受扭时的性能和特点。(2)纯扭作用下，采用塑性理论计算出了组合梁中T形截面混凝土梁的开裂

40、扭矩，利用扭转角相等，计算出钢梁的贡献扭矩，从而得到新型组合梁的开裂扭矩。根据变角空间桁架理论，得到钢筋混凝土梁纯扭极限扭 矩计算公式，利用组合梁中混凝土梁和钢梁破坏前扭转角相同，计算出钢梁的贡献扭矩，得到新型外包 钢-混凝土组合梁的极限扭矩。 计算了纯扭试验梁的开裂扭矩和极限扭矩， 并与试验结果进行了比较， 计 算结果与试验结果吻合较好。 (3)将组合梁的抗扭刚度按开裂前弹性阶段、开裂后至组合梁屈服时和屈 服后到极限状态时三个阶段来分析，组合梁纯扭刚度采用混凝土梁和钢梁刚度叠加的方法计算。考虑混 凝土梁与 U 形截面钢梁的组合作用使钢梁贡献扭转刚度提高， 本文提出了组合系数的计算方法， 并借

41、助 有限元计算结果，拟合出组合系数的近似计算公式。将组合梁纯扭刚度的计算结果与试验结果进行了对 比，计算结果有较高的精度。考虑弯矩和剪力作用对组合梁扭转刚度的影响，通过比较，本文得出在弯 矩和剪力作用下组合梁刚度的建议计算公式。根据所提公式计算组合梁的扭转刚度，作出三折线和二折 线图形，经与试验曲线对比，说明计算结果有较高的精度，验证了理论公式的合理性。(4)由试验知，新型外包钢一混凝土组合梁在弯剪扭复合作用下，当扭弯比较大时，扭矩起控制作用，组合梁将发生扭 型破坏，当扭弯比较小时，弯矩起控制作用，组合梁将发生弯型破坏。本文推导了组合梁在大扭弯比下 的弯扭承载力相关公式。参考相关文献，得出小扭

42、弯比作用下的组合梁弯扭承载力相关公式。对组合梁 在弯扭作用下的弯扭承载力相关曲线进行分析，并结合有限元计算结果及试验数据提出本文组合梁的弯 扭相关曲线方程。参考相关文献，本文得出组合梁在弯剪扭复合作用下的相关方程。(5)利用有限元软件ANSYS，对试验组合梁进行了非线性有限元分析，并与试验结果进行对比，验证了这种方法的可行 性，并在此基础上，对组合梁进行了参数分析。4梁书亭；朱筱俊;张根俞;箱形型钢混凝土梁开裂扭矩与极限扭矩计算分析J.建筑结构，2011,(01):23-25.摘要：依据 7 根箱形型钢混凝土梁的受扭性能的试验结果 ,在变形协调基础上建立了开裂扭矩计算公式 , 采用等效钢筋法建

43、立了符合我国规范计算公式形式的极限扭矩计算公式。 与试验结果对比表明 ,建议的公 式满足精度要求 ,可为箱形型钢混凝土梁的设计提供理论依据。5蔡建林.钢一混凝土组合梁纯扭及复合受扭性能及其损伤研究D.导师：石启印:江苏大学,2009摘要 : 本文所提出的新型外包钢 -混凝土组合梁是针对普通钢 -混凝土组合梁的一些缺陷加以改进而形成 的钢-混凝土组合梁 ,该组合梁具有结构受力合理、施工工序优化、防火性能改善、综合经济指标提高等 优点。工程中的钢 -混凝土组合梁处于受扭状态是不少的 ,且大多处于复合受力状态 ,国内外对组合梁受扭 情况研究较少。因此 ,对此新型组合梁的抗扭性能进行研究有着重要的现实

44、意义和广阔的工程应用前景。 本文是在对此新型组合梁抗弯性能研究的基础上,对其抗扭性能进行了系统的试验研究及理论分析。 具体进行了以下几个方面的工作：1完成了 2根外包钢-混凝土 T形截面组合梁的纯扭试验和 3根外包钢-混凝 土 T 形截面组合梁的弯剪扭试验 ,得到了组合梁的扭矩 -扭率、荷载 -挠度、截面应变等关系曲线。研究了 此新型外包钢 -混凝土 T 形截面组合梁在纯扭及弯剪扭作用下的破坏形态,工作机理及裂缝发展和分布情况。2在试验分析的基础上，对纯扭和复合受扭作用下该外包钢-混凝土 T形截面组合梁的受力性能进行 了理论分析。 通过对组合梁受扭性能的弹塑性理论分析 ,提出了组合梁纯扭及复合

45、受扭作用下开裂扭矩的 计算公式 ;采用变角空间桁架模型 ,提出了组合梁在纯扭及复合受扭作用下的极限扭矩计算公式。对组合 梁的抗扭刚度进行了研究 ,推导了组合梁开裂前阶段、 从开裂到极限破坏阶段和极限破坏阶段的抗扭刚度 计算公式 ;对组合梁弯剪扭复合作用下的相关性进行了研究,分别推导了组合梁在大、小弯扭比以及弯剪扭复合作用下的相关方程。 研究了弯剪扭作用下直线组合梁连接件的设计方法 ,在合理假设的基础上 ,把受 弯扭的直梁等效为受扭的圆弧曲梁 ,经过理论推导 ,提出了复合受扭组合梁中剪力连接件的实用设计方法。 3.对组合梁结构的断裂形态进行了分析,研究了其受力过程中混凝土损伤 -断裂机理及其交织

46、性 ,在试验的基础上,根据损伤力学的概念并借助于 ANSYS软件,分析了外包钢-混凝土 T形截面组合梁这一新型结构 形式从加载到破坏全过程中混凝土损伤的力学行为,与混凝土损伤模型的计算结果进行了对比,两者吻合较好。4根据试验研究、理论分析，文章最后提出了外包钢-混凝土 T形截面组合梁的研究结论与展望。6丁 海军 ;梁 书亭 ;朱筱俊;箱 形 型钢 混 凝 土纯 扭 构 件 的 非线性 有限 元分 析 J. 工 业建 筑,2010,(S1):367-371+390.摘要：基于 6 根箱形型钢混凝土构件纯扭试验结果 ,利用非线性有限元软件 ABAQUS 建立模型 ,对其受力 全过程进行数值模拟 ,

47、考虑型钢和混凝土之间的相互作用。 对混凝土、 钢筋和型钢的应力随荷载变化的规 律进行分析。有限元计算结果表明 :ABAQUS 对纯扭构件混凝土裂缝发展情况能较好地模拟 ;由于箱形型 钢的抗扭刚度较大 ,混凝土开裂时型钢截面内剪力流形成的扭矩不能忽略;模拟得到构件的开裂扭矩、极限扭矩以及扭矩 -扭率关系曲线与试验结果吻合较好 ,验证了所建模型分析型钢混凝土梁受扭全过程分析 方法的可行性。7胡少伟；聂建国；熊辉；钢-混凝土组合梁的受扭试验与分析J.建筑结构学报,2006,(04):103-109. 摘要：为了研究钢 -混凝土组合梁的抗扭性能 ,完成了 4根不同配箍率的组合梁纯扭试验 ,借助结构分析

48、软 件,采用三维 8 结点实体单元的有限元模型 ,对组合梁纯扭试件在弹性阶段的变形、 截面应力分布情况进行 了分析。试验和分析结果表明 :受扭承载力主要由混凝土翼板提供 ,翼板的截面尺寸是影响极限承载力的 主要因素 ,其中翼板厚度对组合梁受扭承载力的影响更为显著；而配箍率对组合梁受扭承载力的影响并不大。其它条件相同时 ,当配箍率为 0.54%左右时,组合梁受扭承载力将达到最大。提出了组合梁弹性抗扭刚度计算公式和开裂扭矩计算公式 ；本文采用变角空间桁架模型 ,并结合已有的试验成果 ,提出了可供设计参 12考的极限承载力计算公式。公式计算结果与试验值吻合良好。8 门进杰;史庆轩；刘继明；李家富；高

49、强混凝土复合受扭构件钢筋应变及极限扭矩的试验研究J.西安建筑科技大学学报 (自然科学版 ),2007,(02):193-198.摘要：针对我国目前高强混凝土在实际工程中应用广泛,而国内外对高强度混凝土复合受扭构件的研究较少,对其钢筋应变和极限扭矩等力学问题进行了研究.以轴压比、相对偏心距、偏心角和配筋强度比为参数 ,对 14 根高强钢筋混凝土压弯剪构件在单调扭矩作用下的性能进行了试验研究,探讨了纵筋和箍筋在扭矩作用下的应变规律及其影响因素 ,分析了各参数对构件极限扭矩的影响.试验发现 ,复合受扭构件的纵筋应变和箍筋应变 ,在扭矩作用下分别表现为 4 种不同的变化状态 ；在一定范围内 ,试件的极

50、限扭矩随轴压比的 增大而增大 ,随偏心距的增大而减小 ,随配筋强度比的增大而增大 ,但当配筋强度比增大到一定值后 ,极限扭 矩呈不变的趋势 .9高云.新型外包钢砼组合梁受扭性能的试验研究和非线性有限元分析D. 导师：石启印 .:江苏大学 ,2008摘要:本文以 5 根新型组合梁构件的受扭试验和有限元分析为基础,研究了该新型组合梁的混凝土翼板配箍率、弯扭比对组合梁抗扭承载力、变形以及破坏形态的影响。(1)由试验可以得到 :混凝土翼板配箍率对组合梁的抗扭承载力和扭转变形影响较小；弯扭比对组合梁的抗扭承载力和变形影响较大,随着弯扭比的增大,组合梁的最终破坏模式由扭型破坏逐渐转变为弯型破坏。组合梁发生

51、扭型破坏时 ,混凝土翼板上的裂缝分布与普通混凝土梁破坏时相似,组合梁的抗扭承载力随着弯扭比的增大而增大,整个组合梁主要表现为扭转变形。组合梁发生弯型破坏时 ,相对于扭型破坏 ,混凝土翼板上的斜裂缝显著减少 ,组合梁的极限 扭矩随着弯扭比的增大反而减小 ,组合梁的变形主要表现为弯曲变形。(2)建立在试验基础上 ,进一步利用有限元分析得到 :组合梁的界限弯扭比为 2。当弯扭比小于 2时,组合梁发生扭型破坏 ,不同弯扭比作用下的 的抗扭刚度相差很小。 当弯扭比为 2 时,组合梁前期抗扭刚度与纯扭作用下的抗扭刚度相差很小。当弯扭比为 4 时,组合梁开裂前的抗扭刚度与纯扭作用下的抗扭刚度相差不大,开裂后

52、的抗扭刚度要明显大于纯扭以及弯扭比小于等于 2 时组合梁的抗扭刚度。(3)依据试验以及有限元分析的结果 ,本文提出了新型组合梁在纯扭和复合受扭作用下发生扭型破坏时的抗扭刚度理论计算公式以及新型组合梁在弯剪扭作用下 的弯剪扭强度相关方程。 基于本文研究工作 ,可望为新型外包钢混凝土 T 形截面组合梁的工程设计提 供参考。10谭晓演.型钢混凝土构件抗扭分析与研究 D. 导师：何益斌 .:湖南大学 ,2008 摘要:本文首先介绍了混凝土纯扭构件的破坏机理和计算方法。利用大型通用有限元软件 ANSYS 对 8 根H 型型钢混凝土和含矩形钢管中空型钢混凝土纯扭构件进行了数值模拟并与已有试验进行了对比,分

53、析结果表明通过选择合理有限元模型可以较好的预测型钢混凝土构件在纯扭作用下的受力性能。通过ANSYS 后处理得到了型钢混凝土纯扭构件在各典型荷载步下混凝土、钢筋、型钢的应力和应变的分布 规律以及裂缝的形成和发展过程并进行了分析 ,同时考虑了 H 型钢截面尺寸对构件抗扭性能的影响。 此外 还对不同扭弯比作用下的型钢混凝土构件进行了数值分析 ,结果表明扭矩存在会影响构件抗弯承载力 ,扭 矩与弯矩之间存在相关性。 对纯扭作用下具有相同截面尺寸和配筋的钢筋混凝土 ,H 型型钢混凝土和含矩 形钢管中空型钢混凝土构件进行了有限元分析,比较了三种截面形式构件的抗扭性能和受力机理,分析表明含矩形钢管中空型钢混凝

54、土构件的抗扭性能最好。 在薄壁构件与钢筋混凝土构件受扭计算理论的基础 上,结合已有的试验结论与前述有限元分析结果,提出了 H 型型钢混凝土与含矩形钢管中空型钢混凝土构件在纯扭作用下开裂扭矩和极限扭矩的简化计算方法并与试验结果进行了比较。雷强.型钢混凝土受扭构件的非线性有限元分析 D. 导师：白国良 .:西安建筑科技大学 ,2007 摘要 :本文应用有限元软件 ANSYS 对承受扭矩作用的型钢混凝土构件进行有限元模拟， 以分析型钢混凝 土受扭构件的力学性能。 有限元分析是结构分析的重要研究方向， 它能够比较准确的分析许多结构构件 的受力性能。本文应用 ANSYS 建立受扭构件的有限元模型进行非线

55、性计算，并与已有的试验结果进行 对比。对受扭构件的承载力、混凝土应力随荷载变化的情况、型钢、钢筋应力分布规律、构件裂缝的开 展情况进行了计算分析。 探讨了混凝土保护层厚度对内部型钢抗扭承载力的影响， 结合已有的试验结果， 在有限元分析的基础上，提出了型钢混凝土纯扭构件开裂扭矩、极限扭矩的计算方法。对型钢混凝土压 扭构件和弯扭构件进行了有限元模拟，分析结果表明，随着轴压力的增大型钢混凝土构件抗扭承载力先 增大后减小；型钢混凝土构件弯矩和扭矩之间存在着相关性。本文的分析得到的结论为型钢混凝土受扭 构件的进一步研究提供基础。12数据库 Earthquake Engineering Abstracts

56、题名 Analysis of composite beam-columns under lateral cyclic loading作者 Lee, Tai-Kuang; Pan, Austin D. E.来源 Journal of Structural Engineering. Vol. 127, no. 2, pp. 186-193. Feb. 2001文摘 This paper proposes a reliable and computationally efficient beam-column finite-element model for the analysis of composite (steel-reinforced concrete) members of fully encased sections under cyclic loading conditions that induce uniaxial bending and axi