实腹式型钢混凝土梁疲劳破坏模式与机理研究
2021-07-06童乐为咸庆军
肖 顺,童乐为,刘 博,3,咸庆军,4
(1.同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海 200092;2.上海市建筑科学研究院有限公司上海市工程结构安全重点实验室,上海 200032;3.同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司,上海 200092;4.河南工业大学土木建筑学院,郑州 450001)
实腹式型钢混凝土(steel reinforced concrete,SRC)结构,是一种由实腹式钢构件、钢筋和混凝土、抗剪件组成的钢-混凝土组合结构形式。外包混凝土显著改善了钢构件的弯、扭屈曲性能,提高了整体刚度,使钢材的强度得以充分发挥,使其具有更高的承载力;同时,弥补了钢结构在耐火、防腐方面的短板[1−2]。SRC结构实际上综合了钢结构与钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)结构的优点。考虑到承载力、刚度、耐火、防腐等多方面的有利因素,目前实腹式SRC梁在已建和在建的高铁站房建筑中得到了推广应用,京沪高铁上海虹桥站建设中SRC梁的使用显示了这种结构的优势。随着重载铁路的需求与发展,SRC梁也已成为高铁线路上桥梁结构的合理选择。
由于高铁具有荷载大、反复作用次数多等特点,SRC结构设计时就必须考虑高周疲劳问题。我国现行的《组合结构设计规程》(JGJ 138−2016)[3]、《钢骨混凝土结构设计规程》(YB 9082−2006)[4]以及国外的有关规范,都仅给出了SRC梁的静力与抗震设计规定,而未涉及疲劳设计。SRC梁在疲劳荷载作用下的受力性能是一个需要研究的新型课题,国内外以往的研究甚少。文献检索发现国外仅日本有2处研究报道:一是1982年中野昭郎等[5]开展了3根非对称SRC梁的疲劳试验,发现混凝土开裂后钢梁的应变明显加大,SRC扰度增加,但钢梁上翼缘与混凝土之间并无滑移,凿开混凝土后看出裂纹起始于钢梁受拉侧钢筋孔;……
