Maup re,,,,,, ;,,,,,,,,,, PC 1985 Cognac,, 80, [ 526 ], 420m 160m [ 728 ], PC,,,,,,,,, , [ 3 ] 3008mm, 488mm, 222mm, ( ) 2880mm , 4914, 6
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- 棒瑛 应
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1 29 1 Vol129, No Journal of Building Structures Feb : (2008) , (, ) :, 3,,, ;, ; : ; ; ; ; : TU39819 TU31711 : A Experimental studies on concrete filled steel tubular beam with corrugated steel web under bending CHEN Baochun, GAO J ing ( College of Civil Engineering, Fuzhou University, Fuzhou , China) Abstract: A new composite structure, concrete filled steel tubular( CFST) beam with corrugated steel web, was p resented. Experiments of three beam s were carried out. Stresses, disp lacements, failure modes and ultimate carrying capacity of the beam s were analyzed and compared with each other, as well as CFST truss beam. Experimental results show that joint failure in CFST truss beam can be avoided by substituting web tubular members with corrugated steel web, and the flexible rigidity and ultimate lood2carrying capacity is imp roved considerably. Filling concrete into the steel tube will lead to higher load carrying capacity. However, this imp rovement is more evident in upper chord than that in bottom chord. The Quasi2Plane2 Section method can be used in calculation of load carrying capacity of CFST beam with corrugated steel web. Keywords: concrete filled steel tubular; corrugated steel web; beam; experiment; ultimate load2carrying capacity 0 ( ) [ 1 ],,,,, [ 2 ],,, 1 /20,,,, [ 3 ],, 1988 Maup re [ 4 ],,, ( ),, : ( ) : (1958 ),,, :
2 Maup re,,,,,, ;,,,,,,,,,, PC 1985 Cognac,, 80, [ 526 ], 420m 160m [ 728 ], PC,,,,,,,,, , [ 3 ] 3008mm, 488mm, 222mm, ( ) 2880mm , 4914, mm 118kg, 110kg, 2mm, ,, ( 1 ), 4 1 ( a) 1 Fig. 1 Configuration of test beam 3, ( A ) C40 (B ) C40 (C ) A,, L /4 15cm : 4215 = ,, 50,,, : f y = 428MPa, s = , f u = 533MPa, E s = M Pa, = s f cu = 55MPa, E c = MPa 112,, 500 t,, ( L /4 3L /4 ), 2, 3m in, 1 /10,
3 2 Fig. 2 Test set2up 2 1 /20,, 113, 16, 49, L /4 L /2 3L / Fig. 4 Load2deflection curves ( a) 3 Fig. 3 D istribution of strain gauges 2, 2. 1, 4 5, 2,,,,, 2 [ 3 ], PC 2 [ 9 ], A B C F 0 165kN 0 185kN 0 215kN,,, 2,,, ; A B C F 185kN 210kN 245kN, 2,,, A B C F 190kN 240kN 265kN,,,, [ 3 ], A B C ( ) B0 B1 B2 9215kN 10715kN 14715kN,,,, 77
4 a, A ( , ),, 2 B C, A, 2 A, C ( ), 2 B 6b,, 3 2, 3 2, A,, 2 B C, 2 C B,, [ 10 ],,,, 5 Fig. 5 Deflection curves of beam s,, A B C mm mm 48103mm, 1 /200 1 /65 1 /60 [ 3 ] 3 B0 B1 B2, 9215 kn kn kn, 22135mm 19157mm 18122mm, 1 /128 1 /147 1 /158,, mm, 5128mm, 5181mm, 1 /608, 1 /566, 1 /495,, [ 3 ],, 6 2 Fig. 6 Load2strain curves of chords 78
5 DL /T DBJ , , 3, 7,, 3, C, B, A,,, PC [ ] 7, 8 L /8 8 L /8 Fig. 8 Longitudinal strain distribution ofl /8 section 7 Fig. 7 Longitudinal strain distribution of m id2span section,, C,, C 21312, = ( 1), (1) L /8, L /8 9 9, A B 79
6 9 L /8 2 Fig. 9 Load2shear strain curves ofl /8 section A B,,, C,, L /8,, 10 L /8,,,,,,, C, 9 C, 10c 220kN ( 265kN) 3 ( a) A 311 3, A,, ( 11 ), , ,, , A, [ 13 ], ( b) B ( c) C 10 L /8 Fig. 10 Shear strain distribution ofl /8 section, C 230kN, 3, A Fig. 11 Failure mode of Beam A B,, ( ), , B, ,
7 B, C 230kN, ( ),, L /8,,, C,, ( ) , , C Fig. 12 Failure mode of Beam C 3, B C, A,, B C, C,,,,, B 240kN A 190kN 11263, C 265kN B 240kN ,, [ ] ( ),,,,,,,,,, Fig. 13 Sketch for load2carrying capacity N 1 - N 2 = 0 N 1 h 2 + N 2 h 2 +M 1 +M 2 = M 13 ( 2),, M 1 = ( E I) 1 M E I = 1 M, M 2 = E I 2 E I M = 2M ( 3), 1 = E I 1 / E I, 2 = E I 2 / E I, ( E I) 1 = E s I s1 + E c I c1, E I 2 = E s I s2 + E c I c2 ; E s E c ; A s1 A s2 ; I s1 I s2 ; I c1 I c2 ; h (2) (3), M i N i, N i = h 2 M ( 4) (3) (4) N i M i, F s1 F s2, 3 : ( 1) A, 1 = 2,, N 2 = 2f y A s (, ), F s2,,,, cr (5) [10 ], cr f y N s M s, ( 6), F s1, F s1 < F s2 cr = 2 E t 2 /12 ( 5) 1-2 L 2 N N s + M M s 1 ( 6) (2) B C, N 1 = 2 f sc A sc, f sc A sc, [ 17 ] ( ) B, N 2 = 2f y A s, C, N 2 = 2 111f y A s B C, N 1 > N
8 , 5%, 1 Ta b le 1 U ltim a te be a ring cap a c ity /kn /kn /% A B C (1),,, PC,,,, (2) - PC, 3, (3), C, (4) (A ), B, C, 3 C B A,, (5), (6) L /60 (L,, = 2880mm) [ 1 ] N akamura Shun2ichi. New structural form s for steel/ concrete composite bridges [ J ]. Structural Engineering International, 2000, 10 (1) : [ 2 ],,. [ J ]., 2005, 22 (4) : [ 3 ],. [ J ]., 2006, 23 (1) : [ 4 ] Jacques Combault. The Maup re V iaduct near Chrolles, France [ C ] / / Proceedings of Amecican Institute of Steel Construction. 1988, 3 ( 12) : [ 5 ],. PC [ J ]., 2005, (7) : [ 6 ],,,. PC [ J ]. ( ). 2006, 34 (6) : [ 7 ],,. [ J ]., 2006, (4) : [ 8 ],. 160m [ J ]., 2007, 27 (2) : [ 9 ],,,. [ J ]., 2002, 37 (11) : [ 10 ]. ( ) [M ]. :, [ 11 ] Huang L, H ikosaka H, Kom ine K. Modelling of accordion effect in corrugated steel web with concrete flanges [ C ] / / Proceedings of the Sixth International Conference on Computational Structures Technology. Civil2Comp Press, 2002, Paper 113. [ 12 ],,,. 2 [ J ]., (5) : [ 13 ] Mohamed Elgaaly, Anand Seshadri, Robert W Ham ilton. Bending strength of steel beam s with corrugated W ebs[ J ]. Journal of Structural Engineering, 1997, 123 ( 6 ) : [ 14 ],,,,. [ J ]., 2004, 17 (4) : [ 15 ],,,. PC [ J ]., 2005, 22 (1) : [ 16 ],,. PC [ J ]. ( ), 2005, 25 (2) : [ 17 ] DL /T [ S]. 82
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