型钢混凝土梁在我国的研究进展

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发布时间：2021-09-03

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型钢混凝土梁在我国的研究进展
朱恒怡
(南京市市政设计研究院有限责任公司。江苏南京210008)
【摘要】型钢混凝土结构以其强度高、抗震性能好、耐火、耐久等优越性在我国日益发展。文章主要介绍了型钢混凝土梁
在国内的研究进展情况．着重从实腹式和空腹式这两大类概述了型钢混凝土粱在试验和相关计算理论方面的研究成果，并
结合目前研究现状对今后的研究工作进行展望。
【关键词】型钢混凝土粱；实腹式；空腹式
【中图分类~]TU375．1 [文献标Lq~]A [文章m~-]lO05—6270(2013)04—0036"05
Research Progress of Steel Reinforced Concrete Beam in Our Country
ZHU Heng-yi
(Nanjing Municipal Design and Research Institute Co．，Ltd，Nanjing Jiangsu 210008 China)
Abstract：In our country，steel reinforced concrete structure with its hi gh strength，good seismic performance，
fire resistance and durability is developing．This paper is an introduction of the research progress of steel reinforced
concrete beam in the country，an overview of the research of experiment and theoretical calculation of
steel reinforced concrete beam which is solid-webbed or open-spandrel，and an outlook of research combined
with the current research．
Key words：steel reinforced concrete beam；solid-webbed；open-spandrel
0 前言
型钢混凝~(Steel Reinforced Concrete．简称SRC)结构是
以型钢为骨架并在型钢周围配置钢筋和浇筑混凝土的埋入
式组合结构体系。由于型钢混凝土的内部型钢与外包混凝土
形成整体．共同受力．其受力性能优于这两种结构的简单叠
加．因此型钢混凝土结构在我国已得到日益广泛的应用。
与钢筋混凝土结构相比．型钢混凝土结构具有以下优
点【l1：(1)承载力高、截面面积小；(2)节省支模劳动力和材料
费用；(3)施工速度快，工期短；(4)抗震性能好。而相比与钢
结构，型钢混凝土结构则具有以下优点：(1)良好的耐久性
和耐火性；(2)节约钢材；(3)增加结构侧向刚度；(4)避免钢
结构构件的压弯屈曲和局部屈曲。但值得特别注意的是型
钢混凝土结构的配筋构造较为复杂．在工程设计阶段必须
给予细致的考虑．否则将使得工程施工十分困难闭。
型钢混凝土结构可根据内部配钢形式的不同分为实腹
式和空腹式两大类。实腹式型钢通常采用由钢板焊接拼制
成或直接轧制而成的工字型、H型、El字型、十字型截面等；
空腹式型钢一般由缀板或缀条连接角钢或槽钢构成空间桁
架式骨架。型钢混凝土梁是型钢混凝土结构中最基本的构
件，本文将通过实腹式和空腹式两大类分别介绍其研究与
应用进展。常用的型钢混凝土梁截面如图I所示
1 实腹式型钢混凝± 梁研究
1．1 实腹式型钢混凝土梁试验研究
■一 ]
● -
_ -
■一 J
(a)实腹式型钢混凝土粱截面形式
r ●
广1
U
t——__J
■———1
1广
JL
■——J
(b)空腹式型钢混凝土粱截面形式
图1常见的实腹式和空腹式粱截面形式
[收稿日~]2013．04-07
【作者简介】朱恒怡，~(1985-)，南京市市政设计研究院有限责任公
司，硕士，助理工程师。
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江苏建筑 2013年第4期(总第156期)
20世纪50年代初．我国从前苏联引进了型钢混凝土
结构．但对型钢混凝土结构进行系统的研究却基本上从2O
世纪8O年代开始：中冶集团建筑研究总院率先进行了钢骨
混凝土轴压短柱、偏压短柱、偏压长柱和型钢混凝土梁的试
验研究随后中国建筑科学研究院、清华大学、同济大学、东
南大学、浙江大学等单位先后对各种形式的型钢混凝土构
件进行了试验研究。在这些研究成果的基础上，1997年原
冶金工业部颁发了YB9082— 97《钢骨混凝土结构设计规
程》(以下简称《钢骨规程》)囹，这个规程主要参考日本标准
编制。2002年原建设部颁发了JGJ138— 2001《型钢混凝土
组合结构技术规程》(以下简称《型钢规程》)嗍。这两部规程
都主要适用于实腹式型钢混凝土结构
其中对于实腹式型钢混凝土梁进行的试验研究包括：
西安建筑科技大学圈自1985以来进行了一大批型钢混
凝土梁试验(39根1．通过试验研究了型钢混凝土梁的剪切受
力机理、破坏形态、应力应变关系以及影响其抗剪强度的因
素等．并结合国内外已有试验资料总结出一套关于型钢混
凝土梁斜截面的计算分析理论
中冶集团建筑研究总院(1991年)嘲对型钢混凝土梁进
行了试验研究．指出当荷载达到极限荷载的80％以前．型钢
与混凝土之间粘结滑移相对较小．之后则出现较大的粘结滑
移．破坏时平截面假定不再成立。
为了研究型钢混凝土梁正截面受力性能．受弯构件专题
组(1994年) 个单位总共进行了35根构件的试验。其中郑
州工学院做了8根T型截面简支梁试验：其余为矩形截面，
包含中国建筑科学研究院3根(多点均布荷载)，西安冶金建
筑学院12根，西南交通大学12根，华南理工大学2根(约束
梁)和南京工业大学4根。试验表明：(1)型钢混凝土梁的受
力性能具有钢筋混凝土梁和型钢梁的受力特性．在一般情况
下。受力过程可大致分为弹性工作阶段。带裂缝工作阶段，弹
塑性工作阶段和破坏阶段．同时型钢上翼缘与混凝土交界面
的粘结程度对其受力状况有较大影响：(2)当型钢截面是充
满型时．型钢混凝土梁截面应变是符合平截面假定的。并在
试验研究基础上提出了类似于钢筋混凝土极限平衡的型钢
混凝土梁正截面受弯承载力的计算方法为了研究型钢混凝
土粱斜截面的受力性能．受弯构件专题组以不同的方式总共
进行了49根构件的试验。其中华南理工大学和重庆大学做
了28根集中荷载简支梁及带柱墩的约束梁和连续梁试验。
西安建筑科技大学做了2l根集中荷载简支梁及均布荷载简
支梁试验。试验表明：(1)梁的破坏形态大致分为剪压型和斜
压型，但也有部分型钢混凝土梁发生了粘结破坏；(2)型钢的
存在使构件的变形能力显著增强．破坏时吸收的能量增大。
即对于构件的延性增大贡献显著。并在试验研究基础上采用
迭加强度法分别给出了对于集中荷载和均布荷载作用下的
型钢混凝土梁受剪承载力建议公式
文献『71中刚度与裂缝宽度专题组对于型钢混凝土梁短
期刚度与裂缝宽度进行了试验研究。其中东南大学共制作试
件3O根．西安建筑科技大学进行了l2根简支梁的试验阿。南
京工业大学2根．西南交通大学6根。中国建筑科学研究院
结合实际工程进行了3根缩尺梁的试验专题组结合试验描
述了型钢混凝土梁受荷后的变形和裂缝开展及分布的特点．
并在此基础上对型钢混凝土梁的短期刚度提出了3类计算
方法同时对实测的裂缝宽度进行了数理统计分析和拟
合．给出了建议公式。
重庆交通大学【以万县长江大桥为工程背景．于1998
年通过对一片配钢管混凝土的型钢混凝土箱形梁模拟部分
拱肋进行了压弯试验分析．得到了有关该类型型钢混凝土
结构的刚度及时效性影响程度的结论
赵鸿铁(2001年1【1 先后进行了l2根实腹式型钢混凝
土梁．1O根空腹式型钢混凝土梁及l7根实腹式小剪跨比
型钢混凝土梁的试验研究．分析了型钢混凝土梁的正截面
承载力、斜截面承载力以及裂缝变形等受力性能。
台湾学者在2001年对一矩形截面的型钢混凝土梁进
行了剪切破坏试验【l句．提出了型钢混凝土矩形截面梁构造
上的要求及处理
陈传铭等(2002年)(川对2根箱形型钢混凝土主梁和2
根工字型型钢混凝土次梁进行了试验研究．通过改变型钢
厚度、上下纵筋配筋率、是否中空等参数对不同构造的型钢
混凝土梁的受力性能进行探讨
2003年．同济大学桥梁系针对浙江钱江四桥进行了全
桥结构模型试验
同年杨春、蔡健等【l羽在进行7根大比例尺寸钢骨混凝土
梁试件的试验研究基础上．主要对箱形型钢混凝土梁中型钢
与混凝土协同工作性能进行了初步研究．着重对比分析了型
钢侧面是否加抗剪连接件．箱形型钢内部是否浇筑混凝土以
及改变纵向钢筋配筋率、型钢壁厚这些参数的影