木-混凝土組合梁長期受力性能研究進展?

秦 凱 胡夏閩 洪 萬

木-混凝土組合梁是將木梁與混凝土板通過抗剪連接件連接在一起，共同承擔荷載作用的一種新興結構形式[1]（如圖1）。其不僅可以用于新建結構物，也可用于老舊木結構房屋的加固改造，應用范圍廣泛[2,3]。與純木梁相比，木-混凝土組合梁抗彎剛度較大，承載能力較高，抗火、隔音和抗震動性能較好[4]；與混凝土梁相比其自重更小，材料受力效率較高，且木材是一種可再生資源，符合現代建筑生態環保的理念[5,6]。但是在長期荷載作用下，木材和混凝土材料均有較明顯的徐變效應[7]，木-混凝土組合梁的長期變形增長明顯，對其長期受力性能進行研究非常重要。筆者對木-混凝土組合梁長期受力性能的研究成果進行綜述，并分析了木-混凝土組合梁長期受力機理，介紹了目前主要采用的兩類長期加載試驗，對一些數值模擬和設計方法的優缺點進行探討。

圖1 典型的木-混凝土組合梁示意圖Fig.1 Schematic of typical timber-concrete composite beams

1 木-混凝土組合梁長期受力機理

木-混凝土組合梁的長期受力性能受混凝土、木材及抗剪連接件材料自身長期性能的影響，還受到抗剪連接件約束作用的影響。

1.1 混凝土的長期受力性能

失水作用下混凝土會隨時間的增長而收縮，在荷載作用下還會產生徐變變形。混凝土的徐變和收縮會對組合梁的長期變形產生較大影響，特別是在混凝土尚未硬化，彈性模量很低的時候[3]。國內外已提出一些模型描述混凝土徐變和收縮規律，如建研院模型[8]、CEB-FIP MC90 模型[9]、ACI-209 模型[10]等。……