钢—混凝土组合梁.doc

钢—混凝土组合梁 一、国内发展概况 近年来，国内外对半刚性连接的研究成果主要集中在两个方面，一是半刚性连接本身的性能，力图寻找一种既简单又准确的方式来反映该种连接的弯矩一转角关系，二是带有半刚性节点的框架的静动力工作性能。 目前．国内外用于轨道交通高架结构的上部梁形有箱梁、T形梁、空心板梁、脊骨梁、U形梁等，它们均有自己的特色．并在一定范围内适用。目前国内外已开展了体外预应力钢一混凝土组合梁受力性能的研究。研究表明，影响体外预应力钢一混凝土组合梁受力性能的因素包括混凝土强度、钢梁截面形式、抗剪连接件类型等．已有研究中，有关体外预应力筋的有效预应力、预应力筋线型、抗剪连接程度等对组合梁受力性能影响的研究较少。我国《钢结构设计规范》对栓钉、弯起钢筋和槽钢等型式剪力连接件的承载能力作出了相应规定，但没有对开孔钢板剪力连接件作出明确规定。 二、国外发展概况 Emmett A．Sumner等对端板型纯钢节点和端板型组合节点在低周反复荷载下的性能做了比较深人的研究，并在Virginia Polytechnic研究院做了钢梁上翼缘有加强构件和钢梁上翼缘没有加强构件的对比试验，试件包括6个纯钢边节点(其中3个试件钢梁上翼缘加强)和1个组合中节点(钢梁上翼缘加强)。目前对滑移的分析主要是Johnson提出的“部分交互作用”理论，其计算方法和公式已经被英国规范采用基于类似的方法，聂建国提出了型式与Johnson不完全相同的计算公式并被中国的建筑规范所采用。 三、主要内容 1）半刚性钢一混凝土组合节点是半刚性钢一混凝土组合框架的传力 枢纽，对框架的整体性能有非常重要的影响．1)半刚性钢一混凝土组合节点本身抗震性能的研究，包括：半刚性钢一混凝土组合节点各组件对节点初始转动刚度延性、耗能能力、极限承载力和破坏形式的影响；节点的静、动力作用下的弯转 角关系及其计算模型的确定；部分剪力连接对半刚性钢一混凝土组合节点抗震性能的影响等．2)半刚性钢一混凝士组合节点对组合框架抗震性能的影响，包括：组合框架的稳定性研究、结构自振周期及极限侧移的确定等． 2）预应力钢一混凝土组合梁具有承载力高、抗弯刚度大以及能有效控制负弯矩区混凝土板裂缝发展等优点。在考虑了预应力筋作用的基础上，提出了外预应力钢一混凝土组合梁抗弯承载力的简化计算方法，该方法可以为体外预应力组合梁抗弯承载力的计算提供参考． 3）为了考察钢与混凝土组合桥面板的整体工作性能，对 块简支钢?混凝土组合桥面板进行了试验，探讨了开孔钢板型剪力连接件的工作性能和混凝土中添加钢纤维的增强作用; 在试验结果的基础上，引入混凝土和钢材的本构关系，并考虑钢纤维和贯通钢筋的影响，对试验进行了理论分析; 结果表明：界面滑移出现在破坏阶段，说明此种剪力连接件能保证桥面板的整体工作性能; 4）围绕改善钢结构节点的抗震性能、防止脆性破坏，国内外做了大量的研究工作，积累了许多经验，取得了一系列进展：对所谓北岭前（pre - Northridge）节点进行了系统的调查分析，揭示了其脆性破坏的规律；建立了改进的设计方法，如可靠的焊口细部、焊接程序、削弱钢梁端部等等通用节点；开发了许多延性节点的可行方案和专有技术；大比例或足尺试件的试验揭示了许多以往小比例尺寸试件所不能反映的实际结构设计问题；组合结构的节点研究十分活跃，一些合理的新型节点得到了重视和工程应用；钢结构体系的非线性时程分析得到了进一步的应用和完善；考虑性能的抗震设计正在逐步完善和确立。 5）1提出分析钢．混凝土组合梁界面滑移、截面弹性应力及弹性变形的整体．局部弯曲模型，本模型将组合梁的弯曲分为整体梁的弯曲和叠合梁的弯曲两个部分。2基于弹性弯曲理论，文中给出了组合梁在弹性状态下的界面滑移、截面应力和梁挠度计算一般公式。3给出了跨中集中荷载作用下的简支组合梁 界面滑移计算公式，与“部分交互作用理论”相比，总体偏小6％作用，能较好地运用于工程分析。 四、存在问题 部分剪力连接、组合板有效宽度的确定、结构自振周期及极限侧移的确定等都是半刚性钢一混凝土组合框架广泛应用在地震区的问题。在我国GB50017--2003(钢结构设计规范》、欧洲等国内外规范中尚无针对体外预应力钢一混凝土组合梁的设计计算条款，而现有文献中所提出的体外预应力组合梁抗弯承载力的计算方法均较为复杂，不便于工程应用。 我国《钢结构设计规范》对栓钉、弯起钢筋和槽钢等型式剪力连接件的承载能力作出了相应规定，但没有对开孔钢板剪力连接件作出明确规定， 采用这种型式剪力连接件的钢混凝土组合结构在我国??用较少，对其整体受力性能的研究也相对滞后，试验数据不多，设计和施工没有相应的规范可以参考。 参考文献如下：