[发明专利]一种腹板开洞钢-混凝土组合梁的设计方法

权利要求书

1.一种腹板开洞钢-混凝土组合梁的设计方法，其特征在于，在钢梁的腹板上布置开洞时，要满足：横截面条件下，洞口下方的钢梁截面面积大于洞口上方的钢梁截面。

2.一种腹板开洞钢-混凝土组合梁的设计方法，其特征在于，在计算抗剪时，对于任意一梁的断面，其剪切力为V,该端面混凝土部分的抗剪承载力V_u1满足：

V_u10.59V

该端面钢结构部分的抗剪承载力V_u2满足：

V_u20.54V。

3.一种腹板开洞钢-混凝土组合梁的设计方法，其特征在于，在计算抗剪时，对于任意一梁的断面，该端面混凝土部分的抗剪承载力V_u1、钢结构部分的抗剪承载力V_u2满足：

V_u2≥0.915V_u1

4.一种腹板开洞钢-混凝土组合梁的设计方法，建立有限元模型对腹板开洞钢-混凝土组合梁进行分析；

其特征在于，

在有限元建模时，根据实际情况建立1/2钢-混凝土组合梁模型,并施加相应的约束；

S1，确定单元类型；

S2，确定本构模型：

S2-1,混凝土单轴受压时的本构关系下式：

σ_c表示混凝土的压应力，f_c表示混凝土的单轴抗压强度，ε表示应变，ε₀表示混凝土的弹性应变；ε_cu表示混凝土的极限应变

S2-2,钢梁、钢筋、栓钉采用多线性等向强化模型,其表达为：

σ表示钢的应力，

ε_y表示钢的屈服应变或者钢的应力到达屈服点所产生的应变；

ε_h＝12ε_y；

E_s表示钢的弹性模量；

ε表示钢的应变；

f_y表示钢的屈服强度；

E_s′表示钢强化时的模量。

5.根据权利要求4所述的一种腹板开洞钢-混凝土组合梁的设计方法，其特征在于，S1还包括：混凝土采用solid65单元,同时考虑混凝土的开裂与压碎,破坏准则采用Willan-Warke的五参数准则；

混凝土中钢筋采用link180单元,不考虑混凝土与钢筋之间的相对滑移；

上下翼缘采用solid45单元；

腹板采用shell43单元；

栓钉采用beam188单元；

采用非线性弹簧单元combin39模拟混凝土与钢梁之间交界面滑移。

6.根据权利要求4所述的一种腹板开洞钢-混凝土组合梁的设计方法，其特征在于，S1还包括：弹簧单元的数目与栓钉数目一致,在交界面处有三个节点重合,将混凝土底部节点与栓钉根部节点合并,再与对应位置处钢梁节点建立弹簧单元,栓钉单元其他节点与周围混凝土节点进行耦合。