不同荷载条件下型钢-钢纤维混凝土组合结构的界面失效机理研究

伍 凯，刘晓艺，陈 峰，林诗琪，徐 超,4

(1.河海大学土木与交通学院，江苏，南京210024；2.新加坡国立大学土木工程系，新加坡117576；3.上海碧桂园企业管理有限公司，上海200335；4.铜陵学院建筑工程学院，安徽，铜陵244000)

型钢混凝土(Steel Reinforced Concrete)，外文文献中也常称为Concrete Encased Steel，是国内外学者广泛关注的组合结构[1-2]，常见截面如图1(a)所示，主要由混凝土、型钢、钢筋笼、抗剪连接件构成。基于型钢与混凝土界面的黏结作用和抗剪连接件的界面增强作用，两种材料共同工作、协同受力，表现出良好的组合效应[3-4]。其承载能力超过型钢与混凝土承载力的简单叠加，特别适用于重载结构。经历过数次地震检验与大量的试验研究[5-6]，型钢混凝土结构良好的抗震性能也被广泛认可，因此同样适用于抗震设防要求比较高的地区。型钢外包的混凝土有利于提升抗火性能[7]，延长耐火极限，型钢混凝土也经常被用于抗火要求较高的工程结构。

图1 型钢混凝土与型钢-钢纤维混凝土Fig.1 Steel reinforced concrete and steel-steel fiber reinforced concrete

型钢与钢筋笼的同时存在导致施工困难。型钢混凝土结构施工工序复杂，在一定程度上限制了其工程推广应用，特别是在量大面广的多层建筑中的应用。型钢混凝土结构的推广应用存在以下四方面困难。

1)纵筋与型钢的位置冲突。常用的解决方法是将纵筋截断并通过焊接或通过连接器将纵筋固定在型钢外侧，如图2(a)与图2(b)所示。此类方法极大的增加了施工困难，提高了工程造价。

2)箍筋与型钢同样存在位置冲突，导致箍筋无法形成闭合的矩形环。……