钢混凝土组合桥。
橋樑鏡。
1.钢-混凝土组合梁的采用。最初主要是基于钢梁的防火要求,并未考虑其组合工作效应。直到20世纪二三十年代,在对其性质进行了全面深入的研究后,才真正引入组合的概念。但直到20世纪60年代,其计算仍以弹性理论为基础。20世纪50年代,美、英、苏联等西方国家均制定了组合梁的相关规范或规定,推动了组合梁在桥梁、高层建筑中的广泛应用。组合梁的研究也因此吸引了更多的学者和工程师。
早在1960年,美国钢结构学会和美国混凝土学会联合组建了AISC-ACI组合梁连接委员会开展工作。进入20世纪60年代后,研究逐渐转向塑性理论分析。1981年,欧洲出版了由多个结构研究协会联合制定的《组合结构》规范。随后,欧洲各国联合制定的欧洲规范4(Eurocode4,以下简称EC4)对组合结构作出了明确的设计规定。
近年来,学者们在对复合材料构件研究的基础上,开始关注复合材料结构的整体性能,包括复合材料节点的设计方法、复合材料框架的抗震性能等,这些研究对于复合材料结构理论的完善和应用的拓展具有重要意义。
我国对组合梁的研究起步较晚,改革开放前,虽然有少数工程采用了钢-混凝土组合梁,如武汉长江大桥,但当时并未考虑组合效应,仅作为强度储备以提高安全性或方便施工。当时,我国相关设计规范中还没有涉及钢-混凝土组合梁的设计内容。
自1978年以来,原郑州丁学院、原哈尔滨建筑大学、山西电力勘测设计院、华北电力设计院及清华大学等先后对钢-混凝土组合梁进行了研究和应用,取得了一系列具有重要理论意义和实用价值的成果,其中许多成果被国家标准采纳。试验研究和实际应用极大地促进了组合梁设计理论的发展。
2、钢-混凝土组合梁在国内外的应用。钢-混凝土组合梁最早出现于20世纪20、30年代,1926年J.卡恩取得组合梁专利。随后,20世纪30年代中后期,出现了钢梁与混凝土之间各种机械剪力连接形式,当时技术先进的国家经过大量的试验和理论研究安徽省钢结构协会,制定了组合梁的相关规范或规程,并制定了组合梁的规程和规范。此后,随着研究的深入,其应用越来越广泛。最早的组合结构多用于桥梁。
苏联于1944年建成第一座公路组合桥,日本于1959年颁布相关规范后,约80%的公路钢桥改建成组合桥。组合结构在民用建筑中也得到广泛应用,20世纪70年代安徽省钢结构协会,各国30层以上的高层建筑中,有20%采用了波形钢板组合楼板,其中就包括组合梁。此后,在基本组合梁形式的基础上,又出现了许多新型组合梁形式,如叠层板组合梁、钢夹层板组合梁等。
钢-混凝土组合梁在我国应用历史悠久,早在20世纪60年代,我国就已将此结构形式应用于工业与民用建筑及桥梁建设。1957年建成的武汉长江大桥,上部跨径18米的公路桥纵梁均采用组合梁。唐山陡河电厂采用的平台组合梁经受住了地震的考验。实践证明,钢-混凝土组合梁结构十分有效,而且经济。
20世纪80年代以来,随着我国建设规模的不断扩大,钢-混凝土组合结构得到越来越广泛的应用。 例如:我国武汉长江大桥上盖公路桥、安徽芜湖长江大桥、沈阳东西干道高架桥等。