4第4章钢与混凝土组合梁.pptVIP

第四章 钢与混凝土组合梁 ;图4.1 非组合梁截面应力;图4.3 用槽钢制作的组合梁边梁; 工字钢处于梁的受拉区，主要是下翼缘起受力作用，上翼缘处于中和轴附近，不能发挥主要受力作用，而主要是起与混凝土板的连接作用，因而往往应用上翼缘小下翼缘大的不对称工字钢。不对称工字钢的制作一般有如下三种焊接方式（如图4.4a.b.c）： a.三块钢板；b.T字钢与钢板； c.二个大小不同T字钢对接；d.蜂窝形钢梁。 此外，还有蜂窝形梁（图4.4d）。因为钢梁中央腹板受力很小，形成蜂窝状孔之后便于管线穿过。 混凝土板可以是普通钢筋混凝土板，也可以是轻骨料混凝土、预应力混凝土及压型钢板与混凝土组合板。 钢筋混凝土板与钢梁连接处，一般设置板托。 板托一般有如下作用： ;1）扩大梁与板的承压面积，防止混凝土板局部承压破坏； 2）提高了板在支承处（梁）的截面高度，因而提高了板的抗冲切能力； 3)使组合梁的截面高度增大，因此承载能力与刚度大大提高。 因此在可能情况下应尽量设置板托，如图4.5所示。; 如前述组合梁的组合作用主要是依靠剪切连接件，根据剪力件的配置多少分两类： 1）完全剪切连接：即在极限弯矩作用下所产生的纵向剪力，完全由所配剪力件承担。 2）部分剪切连接：剪力件所承担的总剪力小于极限弯矩下产生的纵向剪力。 部分剪切连接组合梁适用于下列三种情况： 1）组合梁上各截面的弯矩达不到其极限弯矩的情况。组合梁的截面高度与钢梁的板件厚度不取决于截面所需的抗弯强度，而是主要取决于截面刚度或板件的局部稳定。 2）组合梁中最大正弯矩截面达到受弯承载能力时，达不到极限弯矩的某些区段。 3）当剪切连接件的设置受构造等原因，不能按完全剪切连接设计时。 目前部分剪切连接组合梁的计算方法仅适用于跨度不超过20米，以承受静力荷载为主、且没有太大集中荷载的等截面梁，采用柔性连接件。 ;4.2 组合梁的试验研究 ;3. 混凝土板与钢梁的水平滑移（图4.9） 由跨中向梁端部逐渐增大；随荷载的增加而逐渐增大。 4.混凝土板与钢梁的掀起位移（图4.10） 在跨中最小，远离跨中，向上的掀起位移越大。;4.3 组合梁截面的承载力计算;组合梁的受力状态与施工条件有关，因此不论按弹性理论还是塑性理论计算，一般都需考虑混凝土硬化前和硬化后两个受力阶段，以及施工时钢梁下有、无临时支撑等情况。如果在钢梁下不设临时支撑，则应按下面两个受力阶段进行计算。 第一阶段：楼板混凝土的强度达到设计强度75%之前的阶段。这时荷载应包括钢梁自重和现浇混凝土的重量等永久荷载，以及模板重和其它施工活荷载。这些荷载全部由钢梁单独承受，按一般钢梁计算其强度、挠度和稳定性。 第二阶段：楼板混凝土达到设计强度75%之后的阶段。此时荷载应包括增加的结构层及构造层（如防水层、饰面层、找平层、吊顶）等永久荷载以及使用阶段活荷载，这些续加荷载全部由组合梁承受。在验算组合梁的挠度以及按弹性分析方法计算组合梁的承载力时，应将第一阶段由永久荷载产生的挠度或应力与第二阶段计算所得的挠度或应力相叠加。在第二阶段计算中，可不考虑钢梁的整体稳定性。而组合梁按塑性分析法计算承载力时，则不必考虑应力叠加，可不分阶段按照组合梁一次承受全部荷载进行计算。 如果钢梁下设有临时支撑，则应按实际支承情况验算钢梁的强度、稳定性和挠度，并且在计算使用阶段组合梁承受的续加荷载产生的变形时，应把临时支承点反力（由永久荷载产生的）反向作为续加荷载。如果组合梁的设计是变形控制时，可考虑将钢梁预先起拱等措施。不论是按弹性分析还是塑性分析法，有无临时支撑对组合梁的受弯极限承载力均无影响，故在计算受弯承载力时，可不分阶段，按照组合梁一次承受全部荷载进行计算。 ;2. 组合梁按弹性理论的计算 （1）组合梁混凝土翼缘板的有效宽度be ;(1)对中间组合梁，be=bz+b。+bz，b。为钢梁上冀缘宽度或者板托顶部宽度，当α ≤45°时，取a＝45°，bz为梁内侧的冀板计算宽度，取L／6、s。／2和6hcl中的较小值。 (2)对组合垃梁，be＝bI+b。+bz，bI为粱外侧的翼板计算宽度，取L／6、sl和 6hc 1中的较小值。 (3)对单根组合梁， be＝bI+b。+bI。; 组合梁截面尺寸的一般规定; 在施工阶段，由于钢梁的侧向约束通常较少，钢粱截面尺寸需要满足整体稳定的要求。由于混凝土翼板的支撑作用，使用阶段的组合粱通常不必考虑钢粱的整体稳定问题。 钢梁通过连接件与钢筋混凝土翼板组合后，其抗弯能力特有显著提高。在某些情况 下，钢梁的抗剪能力反而显得相对不足。为了避免这种情况，组合粱截面的总高度不宜超过钢梁截面高度的2．5倍，混凝上板