钢-混凝土组合梁特性和应用

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1、钢-混凝土组合梁特性和应用　　摘要：对钢-混凝土组合梁结构的特性及国内外的研究与发展进行了介绍，并简述了其在火力发电厂中的应用，最后提出了需要进一步研究的问题。关键词：钢-混凝土组合梁；特性；研究与发展；应用中图分类号：TU37文献标识码：A1钢-混凝土组合梁的特性钢-混凝土组合梁结构近年来在我国发展迅速，应用在很多的工程领域当中。它是在钢结构和混凝土结构的基础上发展起来的一种新型结构形式，其肋板采用钢梁，翼缘板采用混凝土板，并用抗剪连接件进行连接，使两者之间整体受力。同传统的钢筋混凝土结构相比，可以减轻自重，减小

2、地震力作用，减小截面尺寸，降低造价，缩短施工周期等；同传统的钢结构相比，可以减少用钢量，增大刚度，增加整体稳定性，增强结构的耐久性和耐火性等。因此，这种结构形式具有很高的技术经济效益，得到了广泛的应用。2钢-混凝土组合梁在国内外的研究与发展2.1钢-混凝土组合梁在国外的研究与发展5国外对钢-混凝土组合梁的研究始于20世纪20年代，加拿大Dominion桥梁公司的Machay等人进行了2根外包混凝土钢梁的试验研究[1]；同时，美国的工程人员也做了相关的研究，将工字型钢翼缘的两边剪齿成条状，或将钢梁上翼缘表面凿得凹凸不

3、平，以增加两者的粘结力。20世纪30年代末，英、法、德、瑞典等国家也对此结构形式进行了试验研究，并尝试用机械剪力连接件。随后，这些国家都逐步制定了相关的规范和规程，组合梁的设计理论也得到了逐步完善，由弹性理论分析逐渐转入弹塑性理论分析阶段。2.2钢-混凝土组合梁在国内的研究与发展钢-混凝土组合梁在我国的研究起步较晚，从20世纪50年代开始在交通、电力、冶金等领域有一定的应用，但都未考虑组合效应而仅仅把它作为强度储备或为了施工方便而已。1978年以来，原郑州工学院、原哈尔滨建筑工程学院、清华大学、山西省电力勘测设计院

4、以及华北电力勘察设计院等单位对钢-混凝土组合梁进行了研究和应用[2]。1983年开始，郑州工学院进行了槽钢剪力连接件的试验研究，证明截面变形近似符合平截面假定；并从1983年开始进行了更为系统的试验研究，得到了槽钢剪力连接件的破坏形态、极限承载力公式和极限承载力上限值等[3]。5从80年代后期开始，原郑州工学院、山西省电力勘测设计院和清华大学等开始对钢-混凝土叠合板组合梁进行了研究。此种组合梁是将预制钢筋混凝土板支撑在焊有栓钉的钢梁上，待现浇层的钢筋铺设好后进行混凝土浇灌，当现浇混凝土达到一定强度时，栓钉连接件使槽

5、口混凝土、现浇层及预制板与钢梁共同受力，形成钢-混凝土叠合板组合梁。此技术应用于1988年建设的太原第一热电厂五期工程，此工程由山西省电力勘测设计院进行设计。该工程主厂房的集控楼楼板部分就采用了这种结构形式，由于此种组合梁应用没有先例，所以在设计之前，山西省电力勘测设计院和郑州工学院合作对叠合板组合梁进行了试验研究，为设计提供了有力的依据。虽然设计仍偏保守，但是与现浇组合楼层相比，缩短了工期的1/3，并且节省了支模，节约造价约18%。与压型钢板组合楼层相比，节省钢材30%，降低造价76%。更重要的是节约工期提前发电

6、，为业主创造了经济效益约700万元。.3钢-混凝土组合梁在火电厂中的应用目前的火力发电厂设计中，钢-混凝土组合梁被广泛的应用在主厂房的加热器平台和BC列楼板中。传统的现浇钢筋混凝土梁板结构，工艺专业需要埋设的埋件非常多，主要用于支吊架的焊接，无论是在楼板板顶、板底还是梁底、梁侧，都需埋5置大量的埋件，这样就增加了设计和施工的难度。因此，若能有效减少埋件的设置，对土建专业来说是非常重要的。钢-混凝土组合梁这种结构形式最大的优势就是能有效的减少梁底、梁侧埋件的布置，在钢梁底或梁侧直接焊接工艺的支吊架，大大减少了土建的设

7、计和施工程序。同时，相对于单纯的混凝土梁板结构又能减少一部分支模，节约了工期，为施工带来了便利。火力发电厂中常见的钢-混凝土组合梁形式主要有三种：现浇混凝土板组合楼层，压型钢板组合楼层，钢-混凝土叠合板组合楼层，其具体行式如下图所示：图1现浇混凝土板组合楼层图2压型钢板组合楼层图3钢-混凝土叠合板组合楼层4钢-混凝土组合梁需要进一步研究的问题从相关文献中可以看出，钢-混凝土组合梁结构也存在一些需要进一步研究和解决的问题。第一，现有的研究成果对其滑移的影响考虑不完善；第二，在偏心荷载作用下，截面将发生扭转变形。现有理

8、论对钢-混凝土组合梁的扭转刚度的计算还没有明确的结论，急需建立合理的扭转刚度简化计算公式；第三，钢-混凝土组合梁在动力荷载作用下的疲劳性能研究理论也不成熟[4][5]。5结语钢-混凝土组合梁具有自重轻、承载力高、刚度大、节省支模量、施工速度快和综合效益好等优点，越来越受到设计及施工方的青睐。随着其理论研究的不断深入和施工工艺的不断发展，这种结构形式会得到更加