T型钢-混凝土组合梁研究综述
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摘要：在分析现今五种主要的组合梁优缺点的基础上，提出了一种新型的组合梁―T型钢-混凝土组合梁：较为阐述了T型钢-混凝土组合梁的优缺点和在国内外的研究现状,分析了T型钢-混凝土组合梁需要进一步研究的问题。
关键词：T型钢-混凝土组合梁;抗剪栓钉;研究问题
前言
钢与混凝土组合梁是在钢梁和混凝土梁的基础上发展起来的一种组合构件，由于充分利用了两种材料的受力性能，一般具有承载力高，延性好，综合经济指标较高等优点。近年来，钢与混凝土组合结构在房屋、桥梁、地下建筑和海洋工程等领域得到了较为广泛的应用，并不断发展。
以往研究的组合梁按照其组合形式的不同，主要分为以下五类：(1)钢-混凝土组合梁；(2)型钢混凝土组合梁；(3)钢－混凝土组合扁梁；(4)钢管混凝土组合梁；(5)外包钢组合梁。钢－混凝土组合梁施工方便，但其外露钢梁部分耐火、耐腐蚀性差，钢梁的上翼缘距中性轴较近，不能够充分发挥上翼缘钢材的力学性能。型钢混凝土梁整体刚度高，抗震性能良好，耐久性和耐火性能好，施工较复杂。钢－混凝土组合扁梁可降低结构的高度，防火能力和抗锈蚀能力较强，整体性能良好，但不宜应用于跨度比较大的结构。钢管混凝土组合梁以及外包钢组合梁与柱之间的连接节点较难处理。
1. T型钢-混凝土组合梁特点
为了更好地发挥组合梁的特点，尽可能的综合现有各种组合梁各自的优点,一种新的组合梁――T型钢-混凝土组合梁[3]（见图1）被提出来。这种组合梁由T型钢、箍筋、纵向水平筋、抗剪栓钉以及部分预制混凝土组成，T型钢梁以及预制混凝土共同承受施工所产生的内力，上部现浇混凝土楼板后，形成T型钢－混凝土组合梁，承受正常使用的各种荷载。与其他的组合梁相比，T型钢－混凝土组合梁具有以下优点：(1)去掉离中性轴较近的型钢梁的上翼缘，节省材料，降低结构造价；(2)钢梁只有一面暴露在空气中，防火及防腐蚀性较好；(3)T型钢梁剪力件由普通钢－混凝土组合梁竖直放置改为水平放置后，楼板不会因横向钢筋配置较少而造成纵向劈裂裂缝；(4)由于T型钢梁镶嵌于混凝土内，混凝土与钢梁之间的粘接力较普通钢－混凝土组合梁大，其粘接力更接近型
钢混凝土梁，抗剪连接件的数量可以大大减少，且与型钢混凝土组合梁相比，施工较简单；但由于其特殊的形式，也决定了T型钢-混凝土组合梁具有如下一些缺点：(1)由于部分混凝土要预制，故施工工期相对较长; (2)由于钢腹板伸入混凝土板中，板底的钢筋不能贯通，进而增加了施工的复杂性;(3)采用开口箍，抗扭性能较差。
2. T型钢-混凝土组合梁的研究现状
最早研究T型钢－混凝土组合梁的是Young K.Ju 和 sang-Dae Kim，2005年开始对图1所示的T型钢－混凝土组合梁进行试验研究，Young K.Ju sang-Dae Kim共做了6个简支梁的试验，其中三个组合梁进行了受弯极限承载力试验，另外两个进行了抗剪承载力试验，最后进行了一个带楼板的组合梁的试验。试验主要研究了水平抗剪栓钉在两种材料组合受力过程中所起的作用，以及组合梁的承载能力、裂缝的发展、梁横断面上应变的分布。试验结果表明T型钢―混凝土组合梁承载力、延性和刚度较好；设置双排水平抗剪栓钉的组合梁性能较好，仅下排设置抗剪栓钉的组合梁组合效果较差。研究表明T型钢―混凝土组合梁的高度可以低于普通钢－混凝土组合梁，组合梁试验的极限承载能力高于计算分析的结果。文中提出了不带楼板的T型钢－混凝土组合梁的设计建议。
2007年，Young K. Ju 和Ji- Young Kim 等对T型钢-混凝土组合梁与钢柱的连接节点在循环荷载下的承载性能进行了试验研究，其设计的连接节点形式较为简单，传力明确，施工也较为容易。试验结果表明，根据Eurocode 4, 当建筑处于中低度抗震设防地区时，其T型钢-混凝土组合梁与钢柱的连接节点可以被看作为刚性节点，当处于抗震设防高度区时则为半刚性节点，其研究成果为T型钢-混凝土组合梁的进一步应用奠定了基础。
国内关于T型钢-混凝土组合梁的研究还未见于文献。
3. 需进一步研究的问题
国外主要从试验的角度，针对T型钢－混凝土组合梁水平抗剪栓钉的布置，研究其组合效应、承载力、刚度以及延性，验证了T型钢－混凝土组合梁良好的受力性能，尚有下列问题需要进一步研究：(1)钢梁无上翼缘，截面不对称，故其负弯矩及钢筋的锚固问题就比较突出；(2)钢梁下翼缘外露，则钢梁与混凝土部分之间的粘结力消弱了很多，所以滑移问题成为一个需要考虑的问题；(3)T型钢-混凝土组合梁适宜工程应用的不用验算挠度的高跨比；(4)T型钢-混凝土组合梁的变形性能。（5）混凝土翼缘板的有效宽度取值问题。 (6)适宜于实际工程的简化设计方法。
参考文献：
[1]杨有福，韩林海.矩形钢管混凝土抗弯力学性能研究.地震工程与工程振动,2001,21(3):41-48.
[2] Shun-ichi Nakamura. Bending Behavior of Composite Girders with Cold Formed Steel U Section. Journal of Structural Engineering, 2002,128(9):1169-1176.
[3] Ju, Y.K., and Kim, S. D. Structural behavior of alternative low floor height system using structural tee, half PC, and horizontal stud. Canadian Journal of Civil Engineering, 2005,32,329-338.
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