组合结构论文

1、组合结构设计原理简单认识摘要：组合结构具有能发挥不同材料各自优良性能的特点，使得不同材料的力学性能得到充分的发挥，具有较大的延性，抗震性能好，造价低，施工方便。由于组合结构具有许多优点，因而在许多国家得到了广泛的应用。组合结构：两种不同性质的材料组合成为一个整体而共同工作的构件称为组合构件。组合结构是由组合构件组成。例如，钢筋混凝土是由钢筋和混凝土两种物理力学性能完全不同的材料组合而成。混凝土的抗压强度高而抗拉强度低。钢材的抗拉和抗压强度都较高。两种不同性质的材料扬长避短，各自发挥其特长因此具有一系列的优点。一、组合结构的分类（1)、压型钢板与混凝土组合板在压型钢板上现浇混凝土，且配置适量的钢

2、筋所构成的一种板。目前，在钢结构及组合结构房屋的楼盖和屋盖中，尤其是在高层建筑钢结构的楼板中普遍采用压型钢板与混凝土组合板 （2）、钢与混凝土组合梁在钢梁上支放混凝土楼板(钢筋混凝土板或压型钢板与混凝土组合板)，且在两者之间设置一些抗剪连接件，以阻止混凝土与钢梁在受弯时的相互错动，使之组合成一个整体， （3）、型钢混凝土结构由型钢、纵筋、箍筋及混凝土组合而成，即核心部分有型钢结构、构件，其外部则约以箍筋约束并配以适当的纵向受力钢筋的混凝土结构。主要分为全部结构构件均采用型钢混凝土结构和部分结构采用型钢混凝土结构。（4）、钢管混凝土结构钢管混凝土结构，是指主要构件采用钢管混凝土杆件所形成的结构。

3、在高层建筑中，钢管混凝土框架或框筒，是以钢管混凝土校与钢粱、型铜混凝土梁或钢筋混凝土梁构成的。钢管混凝土被广泛地应用到高轴压力的构件中。（5）、外包钢混凝土结构外包钢混凝土结构就是外部配置型钢的混凝土结构，它是在克服装配式钢筋混凝土结构某些缺点的基础上发展起来的。构件中的受力主筋一般由角钢代替并没置在构件四角。二、组合结构的优缺点1,钢混凝土组合梁：（1） 组合梁能合理利用材料，充分发挥钢和混凝土各自的材料特性，与钢结构相比，节约钢材20%40%；（2） 组合梁比钢筋混凝土梁节约混凝土，减轻自重且截面高度小；（3）组合梁界面的上翼缘为宽大的混凝土板，增强了组合梁的侧向刚度，可以防止钢梁在使用荷

4、载下发生扭曲失稳；（4）组合梁的整体性、抗剪性能好，耗能能力强，因而表现出良好的抗震性能；2,压型钢板混凝土组合板：（1）施工工期短。压型钢板作为混凝土楼板的永久模板，取消了现浇混凝土所需的模板与支撑系统，免除了支模和拆模的施工工序，加快了施工进度；（2）自重轻，节约钢材。压型钢板不仅可以作为混凝土板的永久模板，还可以起到组合板中受拉钢筋的作用。这样，只在楼板支撑处设置抵抗负弯矩的钢筋即可，省去了钢筋的敷设和绑扎工作。由于压型钢板自重轻，减小了结构作用效果，从而使梁，柱截面尺寸减小，设计更加经济合理的地基与基础；（3）增加结构的抗震性能。组合楼板不仅增强了竖向刚度，而且压型钢板组合楼板和钢梁起

5、着加劲肋的作用，因而有很好的抗震和抗风的作用；（4）防火性能差。压型钢板作为组合楼板的受力钢筋，外表无保护，当遇到火灾时，耐火时间短，所以，应在板底涂防火涂料；3,型钢混凝土组合结构：（1）耐火性能好。包裹在型钢外的钢筋混凝土，可取代型钢外所涂的防锈和防火材料，由于混凝土的蓄热较大，可以提高构件的耐火性能；（2）节约钢材。采用型钢混凝土组合结构的高楼可以节约钢材50%左右；（3）兼做模板支架。型钢混凝土结构的型钢，在混凝土尚未浇之前即已形成钢架，已具有相当大的承载力，可用作施工模板支架和操作平台； 4, 钢管混凝土组合结构构件：（1）构件承载力高。当钢管混凝土构件轴心受压时，由于产生紧箍效应，

6、核心混凝土的强度大大提高，而钢管也能充分发挥强度作用，因而构件的抗压承载力高；（2）具有良好的塑性和韧性。单纯混凝土受压属于脆性破坏，但管内的核心混凝土在钢管约束下，不但在试用阶段提高了弹性，扩大了弹性工作的阶段，而且破坏是产生很大的塑性变形；（3）经济效益显著。与钢结构相比，可节约钢材50%左右，造价也可降低；（4）施工方便、可大大缩短工期。三、组合梁设计时应注意的问题 钢-混凝土组合梁在设计时，可以采用型钢、工字钢、钢箱梁以及钢桁架梁，目前使用最多的应该是工字钢。为了使混凝土板能够和钢梁共同工作，在设计时要根据组合梁的受力特点，采用上翼缘窄而下翼缘宽的不对称工字型截面。对于跨度和荷载均较小

7、的组合梁，可以采用小型工字钢，如果荷载较大，应该采用截面较大的工字钢截面，为了避免截面的上翼缘过大而造成钢材的浪费，可以在小型的工字钢的下翼缘上加焊一块钢板来增加受拉区型钢的面积。对于大跨度且承受重荷载的梁，可以根据需要使用截面适合的钢梁。在民用和工业建筑中，为了便于楼层管线和预留管道的通过，可以将梁做成蜂窝梁。 在浇注混凝土的翼板时，在负弯矩部位必须要配置纵向受力钢筋并承受拉力，由钢梁承受压力。在设计剪切链接件时，应该要注意剪切连接件的计算，剪切件的设计可以更加剪力的大小和、剪切相对滑移量的大小来确定链接件的数量。剪力连接件可以采用剪力钉、型钢或者钢筋。此外还需要在钢梁与混凝土板的相接处设置

8、板托；因为带板托的梁受力较为合理，它不仅增加了板在梁支承处的截面，提高了混凝土板的抗剪与抗冲切承载能力，同时由于增加了梁的截面高度，所以，梁的相对刚度和承载能力都得到了提高。 在做梁的承载力计算时，应该按照弹性理论进行截面分析。对组合梁的挠度进行计算时，也要采用弹性理论计算法。当梁下不设置支撑时，应该按照两个受力阶段来进行组合梁的受力计算；第一个阶段计算时要按照一般梁来计算其强度、挠度和稳定性；第二个阶段计算时，应该将第一个阶段产生的挠度或应力与第二阶段计算的挠度或应力进行叠加，在第二阶段计算时，可以不考虑钢梁的整体稳定性。而组合梁按照塑性分析方法计算承载力时，则不应该考虑应力叠加。钢梁在设计

9、时，应该采用c40以上的混凝土。四、组合结构的趋势 随着各类结构使用功能要求的提高、设计计算手段的进步，以及新材料 、 施工新技术的应用 待添加的隐藏文字内容2 (1) 由组合构件向组合体系方向发展、现有的研究和规范多侧重 于梁 、 板 柱等组合构件，随着组合结构的 不断发展、由多种组合构件或不同结构体系组合而形成的广义概念上的组合结构体系，将能够发挥更大的综合性能优势。 (2) 新型组合构件的研制与创新，钢-混凝土组合梁、钢管混凝土柱的研究和应用都日趋成熟，未来将对组合转换层、轻型大跨组合楼盖、组合节点、组合剪力墙等新型组合构件开展更多的研究和开发工作，为全组合结构体系的发展奠定良好的基础。

10、 (3) 在新材料的应用方面。组合结构中采用薄壁钢管、高强材料，可以进一步降低钢材用量；采用密实高性能混凝土，不仅可以省略混凝土振捣工序，降低混凝土施工强度和费用，而且可以减轻城市噪声污染；采用耐腐蚀、耐高温钢材，不仅可以使组合结构的耐久性和耐火极限得到提高，而且可以降低维护费用和防火费用. （4）应用领域不断扩大。组合结构向地下工程、隧道工程、海洋工程和结构加固等领域推广发展，该结构能够充分发挥钢与混凝土两种材料的力学性能。 (5) 在设计方面更加优化。从设计方法到设计过程更加精细化、更加系统化，通过组合结构体现 在施工阶段和正常使用阶段的受力全过程的分析和模拟，可以提高结构在整个使用寿命周期内的综