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1、轴!轴心拉拔试验依据正交试验设计原理，考虑4因素：混凝土强度等级、混凝土保护层厚度、型钢锚固长度和横向配箍率。在型钢混凝土结构中，型钢与混凝土两种性质完全不同的材料能够协同工作 （共同受力）是由于它们之间存在着粘结锚固作用，这种作用使型钢与混凝土在 其连接面上能够实现应力传递，从而在型钢混凝土中建立起结构承载所需的工作 （抵抗）应力。型钢与混凝土之间的粘结作用主要由型钢与混凝土之间的化学胶结力、摩擦 阻力和机械咬合力3部分组成1-141-19（图1-4），其宏观效果是一种剪力，这种 剪力使型钢的应力沿锚固长度发生变化。伴随着粘结作用，型钢与混凝土之间还 会产生沿连接面上的相对滑移，这是由二者的
2、变形差引起的。剪切连接件连接材料机械咬合力一 n、. 摩擦阻力-n 化学胶结Aln型钢混凝土结构一图1-4型钢混凝土结构的构成示意图在型钢混凝土结构中，型钢与混凝土的粘结作用按其作用性质可以分为锚固粘结 应力和裂缝附近的局部粘结应力两大类。正是由于对型钢混凝土粘结滑移的不同的考虑，各国关于型钢混凝土 结构的规范和规程存在较大的差异1-2, 1-20。我国目前关于型钢混凝土结构设计计算标准一钢骨混凝土结构设计规程1-23, 1-24 也基本是日本规范的沿用。前苏联所采用的计算方法1-25 与钢筋混凝土结构完全相同，它将型钢离散为 钢筋，认为由型钢骨架构成的劲性钢筋能与混凝土共同工作直到构件破坏为
3、止， 忽略了 SRC结构在受力后期表现相当明显的粘结滑移现象，而按完全协同工作 考虑（平截面假定始终成立），计算显然不安全。欧美的设计规范1-26 主要是以试验与数值分析为基础的经验公式，它可分为 两种，一种是以钢结构计算方法为基础，根据型钢混凝土结构的试验结果，经过数值计算，引入协调参数以调整的经验公式。英国CP110规范、美国钢结构学 会（AISC）（1986年）荷载和抗力系数法（LRFD）设计规范U-27中关于组合柱 计算就是这样的方法。另一种是在对型钢混凝土构件试验研究的基础上，通过大 量的数值计算，直接拟合试验结果的近似经验公式，欧洲共同体标准草案（Eurocode 4）1-28中关
4、于组合柱简易设计方法的N-M相关曲线的近似经验公 式，就是这样建立的。U U西安建筑科技大学在1985年1989年期间，先后进行了 44根短柱，17根梁、 10根梁柱节点的型钢混凝土构件的试验研究，并对型钢混凝土柱正截面承载力 的计算方法及非线性全过程分析方法进行了研究。结论表明，型钢混凝土偏压柱 材料破坏可分为受拉、受压两种破坏形式，破坏时平截面假定不再成立。1.2.3有限元分析中的粘结滑移本构关系问题与钢筋混凝土结构有限元分析相类似，在型钢混凝土结构有限元分析中，为了考 虑型钢与混凝土之间存在的粘结滑移现象，必须在型钢与混凝土之间引入连接单 元（Link element）1-391-49。
5、适用于型钢混凝土结构的连接单元类型有弹簧 单元、厚度为零的节理单元以及考虑一定厚度滑移层的节理单元（图1-8）。无论 是采用那种连接单元，都必须已知在不同受力阶段型钢与混凝土之间发生粘结滑 移时的刚度系数，即必须建立型钢混凝土粘结滑移本构关系，这是进行型钢混凝 土有限元分析的关键问题。1.2.4型钢混凝土结构中的锚固问题图1-9埋入式柱脚锚固示意图在型钢混凝土框架结构和框架剪力墙结构 中，锚固问题主要存在于梁柱节点、柱脚、 简支梁梁端以及剪力墙中1-211-24。目前， 国内外的设计均是按照构造要求加设一定 数量的剪力连接件来加强型钢混凝土构件 的粘结锚固作用（柱脚锚固如图1-9所示）， 而没
6、有考虑型钢混凝土本身所具有的自然 粘结作用。因此，研究型钢与混凝土的自然 粘结强度，并在此基础上提出剪力连接件的 设计和构造方法，对优化型钢混凝土结构设 计具有理论和实际意义。总结已有试验研究成果可知，影响型钢混凝土粘结性能的因素有：混凝土强 度、混凝土保护层厚度、型钢表面状况、横向配箍率、型钢锚固长度与截面高度 比、型钢与混凝土截面面积比、混凝土浇筑位置等。但是在那些为主要影响因素 以及影响程度方面却存在很大分歧，主要表现在:最后，根据粘结应力的分布规律，建立了粘结破坏荷载的计算公式。文献2-6 通过型钢混凝土推出试验，研究了型钢混凝土柱端轴力传递性能，在试 验中主要考察了栓钉数量、配箍率和混凝土保护层厚度对型钢混凝土粘结强度的 影响。并通过与不设栓钉试件的对比分析，发现当混凝土保护层厚度较小时，粘 结强度随保护层厚度的增加而增大；当保护层达到一定厚度后，其对粘结强度的 影响不明显。为了能够较为全面地了解型钢混凝土结构的粘结滑移机理、主要影响因素以及沿 锚固长度粘结应力和滑移量的分布规律，拉拔试件考虑4因素（因子）：混凝土 强度等级（fc）、混凝土保护层厚度（。）、型钢锚固长度（10）和横向配箍率（町）， 并依据正交试验设计原理进行设计34 3-5，每个因子考虑4个水平（不考虑交互 作用的正交条件），共设计试件16根（见表3-2）。
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