钢—混凝土组合结构的发展与应用pdf.docVIP

维普资讯 第 33卷 第 14期 山 西 建 筑 V0l_33 No．14 · 60 · 20 07年 5月 SHANXI ARCHITECTURE Mav． 2007 文章编号：1009．6825(2007)140060．02 钢一混凝土组合结构的发展与应用 武 岩 刘广杰 摘 要：介绍了钢一混凝土组合结构的类型和优点，详细地探讨了钢一混凝土组合结构的发展及工程应用，分析 了钢一 混凝土组合结构需要进一步研究的问题，工程实践表明，该类结构具有显著的经济与社会效益，值得推广。 关键词：组合板，组合梁，型钢混凝土，钢管混凝土 中图分类号~TU398．9 钢一混凝土组合结构是在钢结构和钢筋混凝土结构基础上 发展起来的一种新型的结构，主要有压型钢板组合板、组合梁、型 钢混凝土、钢管混凝土和外包钢混凝土等五类。由于组合结构有 节约钢材、提高混凝土利用系数、降低造价、抗震性能好、施工方 便等优点，得到了迅速推广与应用，许多国家制定了相应的技术 标准。我国对组合结构的研究和应用起步较晚，还没制定一部完 整的钢一混凝土组合结构设计规程，限制了其推广与应用。文中 介绍了钢一混凝土组合结构的特点和发展概况，以及_些主要的 工程应用。近年来的应用实践表明，该类结构具有显著的经济效 益和社会效益，将成为结构体系的重要发展方向之一。 1 组合结构的发展和工程应用 1．1 压型钢板与混凝土组合板 20世纪 60年代前后，欧美、日本等国在多、高层建筑的建设 中，采用压型钢板作为浇筑混凝土的永久模板和施工作业平台。 60年代末，美国钢结构学会(MSC)以及国际桥梁和结构工程联 合会制定了组合结构统一规定。七八十年代，在试验和理论研究 上有了新发展，日本建筑学会于 1970年出版了《压型钢板结构设 计与施工规范及其说明》；加拿大、美国、德国、前苏联等制定了相 应的图表和手册。 我国由于钢材产量低、薄卷板材尤为紧缺，且压型钢板成型 技术与配套技术未得到开发，因而研究起步较晚。1984年冶金工 业部冶金建筑研究总院对压型钢板的选型、加工工艺、连接件等 配套技术进行了研发与推广，并于 1984年～1988年间完成了压 型钢板的选型和研制，与厂家联合生产了焊钉及配套产品，并进 行了组合板的试验研究，在深圳大学阶梯教室、长富宫中心、京城 大厦、瑞丰商务大厦等高层建筑中推广应用，取得了一定的经验。 1．2 钢一混凝土组合粱 钢一混凝土组合梁在美、日、欧洲已经得到了广泛的应用，美 国最早制定了设计规范，随后德国、英国和印度也制定了设计规 范。我国起步较晚，改革开放以前，虽有少数工程用过组合梁，但  文献标识码：A 未考虑组合效应，而仅仅作为强度储备和为方便施工而已，也没 有制定有关设计规范。1987年以来，原郑州工学院、山西省电力 勘测设计院、原哈尔滨建筑工程学院等单位先后对组合梁进行了 研究，取得了一系列有价值的成果。近年来，清华大学开展了一 系列开口和闭口截面组合梁在纯扭、弯扭以及弯剪扭等联合作用 下的试验研究与理论分析工作。 由于组合梁具有抗疲劳性能好、承载力可靠、节约钢材、降低 梁高和增强梁的刚度的优点，已被广泛应用于以下方面： 1)高层建筑。北京国际技术培训中心的楼盖结构采用冷弯 薄壁型钢一混凝土简支组合梁，其设计以试验研究为依据，栓钉 剪力连接件设计中，节约栓钉 47％，与 RC叠合板相比，自重降低 29％，造价降低 5％，工期缩短 25％，且建筑标准大大提高，为其 在高层建筑中的应用开辟了广阔的前景。 2)桥梁结构。北京国贸桥首次采用了钢一混凝土叠合板连 续组合梁结构，比原现浇桥面板方案节省近 4000m2的模板，减 小现场湿作业量，缩短工期一半，且未中断交通；比 RC桥梁减轻 自重约 50％；比钢桥节省钢材 30％左右。此外，深圳北站大桥和 北京光明桥采用了钢一?昆凝土组合梁，南浦、杨浦大桥及许多在 建桥梁采用了钢一混凝土叠合梁结构。 3)结构的加固与修复。北京机场路苇沟大桥为多跨钢筋混 凝土梁桥，由于不满足当前的通行要求，根据对结构现状的验算 评估，采用组合梁进行了改造加固。改造后，减轻了吊梁自重，大 大提高了桥的整体刚度，通车前的静载试验表明，该桥的改造达 到了设计要求。 此外，组合梁也广泛用于多层工业厂房，近年来预应力钢一 混凝土组合结构 5J和桁架组合梁也开始应用于工程实践。 1．3 型钢混凝土 型钢混凝土是在钢筋混凝土内含型钢的结构，比钢结构和钢 筋混凝土具有许多优点，在工程 中得到了广泛的应用。20世纪 初，欧美、英、日及前苏联等国家就开始了研究。50年代后，在试验 Analysis of eccentric building’