内置钢板混凝土连梁简单探讨

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翻新时间：2022-08-09

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内置钢板混凝土连梁简单探讨

【摘要】高层剪力墙连梁斜截面承载力不满足要求现象较常见，根据规范的规定，结合高校力学实验室的试验结果和工程状况，对抗震性能较好的内置钢板混凝土连梁进行探讨。

【关键词】钢板混凝土连梁；低周反复加载；承载力；延性；锚固

1 设计中剪力墙连梁问题

两端与剪力墙在平面内相连的梁为连梁，连梁一般具有跨度小、截面大与连梁相连的墙体刚度大且内力大等特点。地震作用下，允许结构进入弹塑性状态，连梁可以产生塑性铰，吸收地震能量，成为主要的耗能构件，然而实际工程中剪力墙连梁特别是小跨高比情况下经常出现超筋现象，《高层建筑混凝土结构技术规范》7.2.26条提供了一些措施用以解决连梁超筋问题：虽可调节超筋问题，但都存在局限性。《混凝土结构设计规范》11.7.10条配置交叉斜筋对于连梁超筋也有较好的效果，但梁内钢筋较多时会造成施工困难等问题。且近年来对混凝土剪力墙结构的非线性动力反应分析以及对小跨高比连梁的抗震受剪性能试验表明，较大幅度的人为折减连梁刚度的做法将导致地震作用下连梁过早的屈服，并且仍不能避免的发生延性不足的剪切破坏。是否能在连梁内部增设钢板，形成钢板混凝土连梁，利用钢板较好的承载力与塑性变形能力来有效改善混凝土连梁的性能，提高斜截面抗剪承载力。

2 内置钢板混凝土连梁优点

内置钢板混凝土连梁通过在混凝土连梁中放置钢板，利用钢板良好的塑性性能，由钢板与钢筋混凝土共同抵抗外力，参考《型钢混凝土组合结构技术规程》可看出，承载力比普通钢筋混凝土连梁有较大提高，同时内置钢板还可以防止连梁发生脆性破坏，提高连梁的延性，在确保连梁强剪弱弯的前提下尽可能吸收地震能量并耗能。并且钢板属于平面构件，免去节点区竖向钢筋需要穿越翼缘的麻烦，钢板外包裹的混凝土有效的解决了刚结构耐火能力差的问题，还能确保钢板平面外的稳定性。与墙连接时，不影响χ中纵向钢筋的连续性，施工难度不大，综合考虑性能、经济与施工因素均有明显优势。

3 内置钢板混凝土连梁试验介绍及结果分析

沈阳建筑大学结构工程实验室对钢筋混凝土连梁及钢板混凝土连梁模拟地震作用进行了低周反复加载试验，梁宽200mm，混凝土强度为C30，钢板的钢材牌号Q345。

根据试验现象表明：

（1）试件均是连梁首先发生开裂破裂，在此之后，无钢板试件的χ没有破坏，节点核心区仍处于弹性状态，内置钢板的试件的χ发生了开裂破坏，节点核心区进入了塑性状态，各试件均符合强节点若构件的设计原则；内置钢板混凝土连梁与普通混凝土连梁相比能大幅度提高斜截面抗剪承载力，其屈服承载力是普通混凝土的1.48倍，可很大程度上解决高层建筑设计经常出现的截面抗剪承载力不满足要求的问题，试验结果详下表。

（2）结构屈服后强度或承载力没有明显降低的塑性变形能力为延性，延性越大，说明塑性变形能力越强，承载力降低越慢，吸收地震能量能力越强，能避免脆性破坏，防止结构倒塌。延性系数

以上均满足抗震时的延性要求，且连梁内置钢板显著的提高构件的延性系数。

（3）规范要求，梁柱节点连接应做到构造简单，传力明确便于混凝土浇筑，根据ABAQUS有限元计算结果，试件的承载力和抗震性能随着钢板埋入长度增加而增加，当埋入长度达到钢板高度的2倍及以上时，试件的承载力基本不再提高。通常按2倍钢板高度垂直锚入剪力墙，边缘构件箍筋穿过处应预先打孔，保证箍筋正常设置，另外还可以根据现场各工程实际情况对下图图一、图二两种连接方式灵活运用。

4 结束语

内置钢板混凝土连梁与混凝土剪力墙节点作为一种新型的节点形式，有着诸多的优点，良好的抗震性能，虽然国内外工程界进行了一些专门研究，取得了一些成果，但还有一系列问题有待解决完善，不能全面反映钢板混凝土连梁的受力性能和抗震性能，还需不断进行相关研究工作，还需通过各个工程实践对其进行检验和创新，相信其应用范围随着研究的深入、完善将更加广泛。

参考文献：

[4]马思文.内置钢板混凝土连梁与剪力墙节点抗震性能试验研究与有限元分析[D].2012.

[5]伙水.钢板-混凝土组合连梁的应用研究[J].福建建筑，2009（3）.