第二篇-2013.ppt

第二篇钢－混凝土组合梁及组合楼盖设计4.1概述钢－混凝土组合梁基本概念钢－混凝土组合楼盖：1、国外研究概况
2、国内研究概况：
郑州工学院：1983~年槽钢连接件
哈尔滨建筑工程学院：弯筋连接件
清华大学、郑州工学院：80年代中期对采用栓钉连接件的组合梁进行试验研究和理论分析
清华大学、山西省电力勘测设计院：80年代后期钢-混凝土叠合板
郑州工学院、清华大学：1986年亚型钢板组合版，1998年后者对压型钢板组合梁
清华大学：近年来对组合梁在复杂受力状态下的性能进行了研究；展望：高性能、预应力混凝土的应用

1、现浇钢筋混凝土板组合楼盖
由钢梁和现浇混凝土板通过剪力连接件组合而成。
优点：整体性好，灵活性大，可以满足各种平面形状、适应各种设备和管道。
缺点：在现场浇筑混凝土板，施工工序多，影响施工进度。
——被压型钢板组合楼盖替代。将预制混凝土板或预制预应力混凝土板支承在已焊有栓钉连接件的钢梁上，在有栓钉处混凝土板边缘留有槽口，用细石混凝土浇灌槽口与板间缝隙。
优点：预埋管线少，不需吊顶，改善隔音效果。
缺点：传递水平力的效果差，影响钢结构的吊装。
将混凝土、凹凸相间的压型钢板、钢梁通过剪力连接件组合在一起，成为一个楼层的整体承重结构。
优点：具有现浇钢筋混凝土板楼盖的优点；压型钢板在施工阶段起模板和工作平台作用，使用阶段可以承受拉力作用，加快施工速度。压型钢板肋间的沟槽有利于敷设管线和吊顶轻钢龙骨的连接。
目前应用最多。4.2组合梁的受弯性能
在钢梁和混凝土板之间设置若干个连接件
1)弯曲变形协调
2)中和轴上部截面承受压力，
中和轴下部截面则承受拉力。
3)混凝土板：承受横向弯曲，
翼板作为组合截面的受压区。如何实现组合：连接件:组合梁截面的受弯性能或部分屈服，最后组合梁的破坏都以混凝土翼板顶面压碎、承载力下降为标志，并均未出现脆性破坏。连接件在组合梁中的受力状态：4.2.2钢－混凝土组合梁截面应力分布及挠度特点组合梁的挠曲特征图4跨中弯矩-挠度实测曲线组合梁截面的应变分布4.3组合梁的滑移效应组合梁的滑移效应组合梁的滑移效应4.4组合梁的延性4.5抗剪连接程度对组合梁性能的影响抗剪连接程度对组合梁截面应变分布的影响3.2组合梁的性能第二篇钢－混凝土组合梁及组合楼盖设计混凝土翼缘板的有效宽度
钢梁的稳定问题
连接件的问题
承载力计算
变形计算
连续梁的负弯矩（钢梁稳定）
负弯矩的裂缝（1）正弯矩范围内的受弯承载力验算（Ⅰ—Ⅰ截面）
（2）竖向受剪承载力验算（Ⅱ—Ⅱ截面）
（3）负弯矩范围内的受弯承载力验算（Ⅲ—Ⅲ截面）
（4）剪力连接件的受剪承载力验算（Ⅳ—Ⅳ截面）
（5）混凝土板的纵向受剪承载力验算（Ⅴ—Ⅴ、
Ⅵ—Ⅵ截面）
（6）侧向扭转屈曲的验算（Ⅶ—Ⅶ截面）承载力精确计算：数值分析方法
承载力计算实际应用：简化计算方法，荷载采用设计值
弹性计算方法
塑性计算方法
弹性设计方法适用条件：
1）正常使用极限状态
2)直接承受动力荷载的组合梁
3）承载力极限状态设计表达式：
塑性设计方法适用条件
1）不直接承受动力荷载的梁
2）承载能力极限状态设计表达式：
计算方法：弹性分析方法
正常使用极限状态验算范围
变形；
连续组合梁负弯矩区混凝土翼板的裂缝宽度

荷载：采用标准组合，考虑长期效应

注意：按弹性理论分析内力和塑性理论分析内力截面尺寸要求不一样5.3.1概述

5.3.3影响混凝土翼板有效宽度的主要因素

我国GB50017-2003的规定第二篇钢－混凝土组合梁及组合楼盖设计钢和混凝土材料均为理想的线弹性体
钢梁与混凝土翼板连接可靠，符合平界面假定
混凝土翼板引入有效宽度概念，忽略板托与压型钢板肋中混凝土面积
翼板内钢筋忽略不计（？）（1）混凝土板的换算宽度-钢材
按弹性理论计算时(换算原则？）
短期荷载作用下：
-长期荷载作用下：（C割线模量）
（2）中和轴位置（以组合梁底边为基线）
组合截面中和轴距组合截面底边的距离：6.2.2不考虑滑移效应的组合梁截面内力计算

6.2.3考虑滑移效应的组合梁截面应力

例题分析解1）组合截面特征计算：
钢材与混凝土弹性模量之比：

混凝土板换算宽度：

组合梁高度：
混凝土板截面重心到组合截面底边距离：

钢梁截面重心到组合截面底边距离：

组合截面中和轴至组合截面底边的距离为：
混凝土板重心轴至组合截面重心轴的距离：

钢梁重心轴至组合截面重心轴的距离：

组合梁换算截面惯性矩：
2)作用在组合梁上的设计弯矩：

3)正应力验算：

组合梁受弯承载力满足要求。
6.3组合梁的剪应力分析剪应力：
钢材：

混凝土：验算点：不考虑长期荷载作用下混凝土徐变的影响
钢梁:

混凝土:

组合梁截面上剪应力验算点的选取与一个阶段受力时相同。2、负弯矩作用下的剪应力分析3.按