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1、鋼-混凝土組合梁特性和應用 摘要：對鋼-混凝土組合梁結構的特性及國內外的研究與發(fā)展進行了介紹，并簡述了其在火力發(fā)電廠中的應用，最后提出了需要進一步研究的問題。關鍵詞：鋼-混凝土組合梁；特性；研究與發(fā)展；應用中圖分類號：TU37文獻標識碼：A1鋼-混凝土組合梁的特性鋼-混凝土組合梁結構近年來在我國發(fā)展迅速，應用在很多的工程領域當中。它是在鋼結構和混凝土結構的基礎上發(fā)展起來的一種新型結構形式，其肋板采用鋼梁，翼緣板采用混凝土板，并用抗剪連接件進行連接，使兩者之間整體受力。同傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結構相比，可以減輕自重，減小
2、地震力作用，減小截面尺寸，降低造價，縮短施工周期等；同傳統(tǒng)的鋼結構相比，可以減少用鋼量，增大剛度，增加整體穩(wěn)定性，增強結構的耐久性和耐火性等。因此，這種結構形式具有很高的技術經濟效益，得到了廣泛的應用。2鋼-混凝土組合梁在國內外的研究與發(fā)展2.1鋼-混凝土組合梁在國外的研究與發(fā)展5國外對鋼-混凝土組合梁的研究始于20世紀20年代，加拿大Dominion橋梁公司的Machay等人進行了2根外包混凝土鋼梁的試驗研究[1]；同時，美國的工程人員也做了相關的研究，將工字型鋼翼緣的兩邊剪齒成條狀，或將鋼梁上翼緣表面鑿得凹凸不
3、平，以增加兩者的粘結力。20世紀30年代末，英、法、德、瑞典等國家也對此結構形式進行了試驗研究，并嘗試用機械剪力連接件。隨后，這些國家都逐步制定了相關的規(guī)范和規(guī)程，組合梁的設計理論也得到了逐步完善，由彈性理論分析逐漸轉入彈塑性理論分析階段。2.2鋼-混凝土組合梁在國內的研究與發(fā)展鋼-混凝土組合梁在我國的研究起步較晚，從20世紀50年代開始在交通、電力、冶金等領域有一定的應用，但都未考慮組合效應而僅僅把它作為強度儲備或為了施工方便而已。1978年以來，原鄭州工學院、原哈爾濱建筑工程學院、清華大學、山西省電力勘測設計院
4、以及華北電力勘察設計院等單位對鋼-混凝土組合梁進行了研究和應用[2]。1983年開始，鄭州工學院進行了槽鋼剪力連接件的試驗研究，證明截面變形近似符合平截面假定；并從1983年開始進行了更為系統(tǒng)的試驗研究，得到了槽鋼剪力連接件的破壞形態(tài)、極限承載力公式和極限承載力上限值等[3]。5從80年代后期開始，原鄭州工學院、山西省電力勘測設計院和清華大學等開始對鋼-混凝土疊合板組合梁進行了研究。此種組合梁是將預制鋼筋混凝土板支撐在焊有栓釘的鋼梁上，待現(xiàn)澆層的鋼筋鋪設好后進行混凝土澆灌，當現(xiàn)澆混凝土達到一定強度時，栓釘連接件使槽
5、口混凝土、現(xiàn)澆層及預制板與鋼梁共同受力，形成鋼-混凝土疊合板組合梁。此技術應用于1988年建設的太原第一熱電廠五期工程，此工程由山西省電力勘測設計院進行設計。該工程主廠房的集控樓樓板部分就采用了這種結構形式，由于此種組合梁應用沒有先例，所以在設計之前，山西省電力勘測設計院和鄭州工學院合作對疊合板組合梁進行了試驗研究，為設計提供了有力的依據。雖然設計仍偏保守，但是與現(xiàn)澆組合樓層相比，縮短了工期的1/3，并且節(jié)省了支模，節(jié)約造價約18%。與壓型鋼板組合樓層相比，節(jié)省鋼材30%，降低造價76%。更重要的是節(jié)約工期提前發(fā)電
6、，為業(yè)主創(chuàng)造了經濟效益約700萬元。.3鋼-混凝土組合梁在火電廠中的應用目前的火力發(fā)電廠設計中，鋼-混凝土組合梁被廣泛的應用在主廠房的加熱器平臺和BC列樓板中。傳統(tǒng)的現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁板結構，工藝專業(yè)需要埋設的埋件非常多，主要用于支吊架的焊接，無論是在樓板板頂、板底還是梁底、梁側，都需埋5置大量的埋件，這樣就增加了設計和施工的難度。因此，若能有效減少埋件的設置，對土建專業(yè)來說是非常重要的。鋼-混凝土組合梁這種結構形式最大的優(yōu)勢就是能有效的減少梁底、梁側埋件的布置，在鋼梁底或梁側直接焊接工藝的支吊架，大大減少了土建的設
7、計和施工程序。同時，相對于單純的混凝土梁板結構又能減少一部分支模，節(jié)約了工期，為施工帶來了便利?；鹆Πl(fā)電廠中常見的鋼-混凝土組合梁形式主要有三種：現(xiàn)澆混凝土板組合樓層，壓型鋼板組合樓層，鋼-混凝土疊合板組合樓層，其具體行式如下圖所示：圖1現(xiàn)澆混凝土板組合樓層圖2壓型鋼板組合樓層圖3鋼-混凝土疊合板組合樓層4鋼-混凝土組合梁需要進一步研究的問題從相關文獻中可以看出，鋼-混凝土組合梁結構也存在一些需要進一步研究和解決的問題。第一，現(xiàn)有的研究成果對其滑移的影響考慮不完善；第二，在偏心荷載作用下，截面將發(fā)生扭轉變形。現(xiàn)有理
8、論對鋼-混凝土組合梁的扭轉剛度的計算還沒有明確的結論，急需建立合理的扭轉剛度簡化計算公式；第三，鋼-混凝土組合梁在動力荷載作用下的疲勞性能研究理論也不成熟[4][5]。5結語鋼-混凝土組合梁具有自重輕、承載力高、剛度大、節(jié)省支模量、施工速度快和綜合效益好等優(yōu)點，越來越受到設計及施工方的青睞。隨著其理論研究的不斷深入和施工工藝的不斷發(fā)展，這種結構形式會得到更加
