钢和混凝土组合结构

在压型钢板上先焊接连接件，后灌筑钢筋混凝土板而形成组合板结构。连接件采用带头栓钉或钢筋。

在混凝土未达到设计强度之前，施工活荷载、钢筋混凝土板及压型钢板自重，由压型钢板单独承受。当混凝土达到设计强度后，组合板上的找平层、活荷载等荷载，全部由组合板承受。组合板除需验算强度及挠度外，还需验算颤动。

压型钢板在组合板结构中起着双重作用，在施工阶段作为模板；在使用阶段作为抗拉主钢筋抵抗作用于组合板底面的正弯矩,还可利用压型钢板的波纹间的槽,供铺设电力、通信与通风管道之用。组合板自50年代初开始采用，70年代已获得广泛的应用。

在薄壁钢管内灌注混凝土而成，也称钢管混凝土柱。截面形式有圆形和方形。其工作特点是：①核芯混凝土可以防止管壁丧失局部稳定性，防止钢管内表面锈蚀；②钢管可以阻止核芯混凝土在纵向压力作用下的侧向膨胀和酥松剥落，使其处于三向受压状态，从而提高其抗压强度和抗变形能力。从后一特点看，圆管比方管更有效。此外，圆管对气流阻力小，不易积灰尘；圆管表面积最小，油漆和维修费用低。

钢管本身，既是模板，又是钢筋（兼有纵向钢筋和横向箍筋的作用），也是劲性承重骨架，施工时，可省去模板、钢筋和临时支撑的工序和材料。因此，钢管混凝土柱是一种高强度、轻质、性能优越、施工简便的组合结构材料，代替型钢和钢筋混凝土的受压杆件，可使传统的杆件结构体系的优点进一步发挥，尤其是在高层、大跨、重载和抗震的建筑中，更能较好地满足设计和施工的一系列要求。

在土木建筑工程中应用钢管混凝土柱已有80多年的历史。早在20世纪初，美国就在一些单层和多层房屋建筑中采用钢管混凝土柱。30年代末，在苏联曾应用于跨度逾100米的桥梁。60年代以来,钢管混凝土柱在许多国家都有应用。中国自1959年开始研究钢管混凝土柱的性能和应用,60年代首先用于北京地下铁道车站,以后又相继在厂房框架、高炉和锅炉构架和其他工程结构中应用。

由钢梁、连接件和钢筋混凝土板组成，常用形式见图1。组合梁的上翼缘有截面面积较大的钢筋混凝土板承受压力，致使钢梁上翼缘截面减小,从而节约钢材,钢梁下翼缘则承受拉力，这是组合梁的受力特点。组合梁的钢梁，可用热轧成型的工字钢(图1a)；或在工字形的下翼缘焊一块钢板，不设上翼缘板而将连接件焊在钢梁腹板两侧（图1b）荷载较大时，则采用焊接上下不对称工字形截面（图1c）或箱形截面（图1d）；为了节约钢材，便于穿越管道，有时也采用蜂窝梁（见钢梁）。 钢和混凝土组合结构

组合梁大多采用弹性设计，其工作方式随施工方法的不同而不同。最简单的情况是钢梁先安放在支座上，作为以后灌筑钢筋混凝土板的承重结构。当混凝土未达到设计强度之前，钢梁承受它本身自重、施工活荷载、模板重量以及在其上灌筑钢筋混凝土板的自重。当混凝土达到设计强度后，新增的恒载（如找平层）以及作用于楼面的活荷载（见荷载），全部由组合梁承受。

连接件也称剪力件，它保证钢梁与钢筋混凝土板成为整体而共同工作。连接件的形式较多，基本上分成用钢筋制作的柔性连接件(图1a)，和用带加劲肋的角钢制作的刚性连接件(图1c)。带头栓钉作连接件施工速度快、质量好,使用较为普遍;此外，也有用摩擦型高强螺栓传递预制钢筋混凝土板与钢梁之间的剪力；这两种连接件，一般也属于柔性连接件。

组合梁已有约60年的历史，在50年代获得广泛的应用。中国自50年代开始研究，首先用在铁路桥梁上，此后在房屋建筑上也逐渐采用。

在钢桁架上弦焊接钢筋或带头栓钉的柔性连接件，然后灌筑钢筋混凝土板而形成组合桁架（图2）。桁架上弦用钢板或T形钢，上浇钢筋混凝土板，下弦用槽钢或T形钢,腹杆用圆钢。采用组合桁架可使管道穿越结构层比较方便。50年代以来在屋盖结构中，采用另一种结构体系的组合桁架，上弦杆用钢筋混凝土构件，受拉腹杆及下弦杆用钢构件，受压腹杆用钢筋混凝土或钢构件。在节点处将钢构件和钢筋混凝土构件组装成组合桁架。此种组合桁架跨度为12～24米。 钢和混凝土组合结构