型钢混凝土组合结构设计例题

1、2型钢混凝土简支梁，梁截面如图6-8所示，其中受拉钢筋为5 25,受压钢筋3 25,箍筋12150，纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度均为30mm。型钢采用Q345钢，混凝土采用C40级混凝土。型钢混凝土梁净跨14.0m，恒荷载标准值gk=25kN/m，活荷载标准值qk=15kN/m，活荷载准永久值系数 加=0.5。(1)试计算其正截面抗弯承载力和斜截面抗剪承载力(按非抗震设计考虑)；(2)试验算型钢混凝土梁最大裂缝宽度及正常使用极限状态下的挠度；解(1) 计算正截面抗弯承载力型钢腹板厚度tw=16mm,翼缘厚度，腹板厚度型钢翼缘面积纵向受拉钢筋面积纵向受压钢筋面积翼缘抗拉抗压强度腹板抗拉抗压强度

2、钢筋设计强度混凝土轴心抗压强度型钢受拉翼缘与受拉钢筋合力作用点与梁底的距离型钢腹板上端至截面上边距离与h0的比值：3=120/710=0.169型钢腹板下端至截面上边距离与h0的比值：竝=680/710=0.958假设Sih0v1.25x，弦h01.25x，将Naw二_2.5 -twhofa，- X hg代入fcbx fyAsfaAf- fyAs- faAafw可得0.8_0.8_310+3001y a1520003Es2汉0.003汉2.06汉10=0.536，aa-110mm3经验证，满足3h01.25x，x0.3fcA =0.3 14.3 400 600-11925= 978.4kN，取

3、二8N =978.4kN，则由此可知，框架柱满足斜截面受剪要求，按照构造配置箍筋即可。【例题 6-3】在例题 6-2 中，若柱承受的轴力和弯矩设计值为N=3500kN ,M=300kN m。试验算该框架柱的正截面承载能力是否满足要求。【解】2正截面承载力验算(1) 截面及材料参数A = A = 628mm?，= Af= b t = 158 20 = 3160mm?，宀=11925mm?，tw=12mm，hw= 460mm，h0=70mm，2h0= 530mm，as二as= 35mm，aa= aa=50mmfc=14.3N. mm2，fy二fy=300 N mm2，fa二fa= 205N mm2

4、，205 3160 50 300 628 35a47mm，h0=h a = 553mm，205x3160+300628Ec=3.0 104N mm2，Ea=2.06 105N mm2，Es=2.0 105N mm2。(2) 计算受压区高度混凝土相对界限受压区高度：先假设柱为大偏心受压，且1he 1.25x，2h01.25x则由N3500kN，即正截面承载力满足要求。【例题 6-5】某型钢混凝土框架端柱节点，抗震等级为二级。框架梁截面尺寸为200mm 500mm,型钢采用145a,梁对称配置钢筋3 20;框架柱截面尺寸为400mm 500mm,型钢采用140a,柱对称配筋为3 20o混凝土强度等

5、级采用C30, 型钢采用Q235o在竖向力与地震作用组合下，节点梁弯矩设计值M：=600kNm, 柱承受的轴力设计值为N=1500kN,节点上下柱反弯点之间的距离为3.6m。试验 算节点抗剪强度。解(1)截面及材料参数、2140a工字钢：Aa=10240mm,tw=11.5mm,hw=367mm,tf=18mm,bf=150mm,A= 942mmfc=14.3N mm2,fa= fa=205N mm2,fy=300N . mm2Ec=3.0 104N mm2,Ea=2.06 105N mm2(2)节点剪力设计值l0h6000600=10 ：15 ,取-2=1.011(3)节点抗剪强度验算由Vj

6、e lr(Mb+Mb二1.05Z1-Z可得:Hc- hb丿12首先，验算框架节点受剪水平截面，1由V0.4ifcbjhj可得：RE符合框架节点受剪的水平截面要求。其次，计算框架节点的受剪承载力，由式1 _NA/ 兰厂阳片0.3+0.05-fcbjhj+ fyvd(h_aS)+0.58fatwhw可得RE -lfcbbhc丿S由此可知，框架节点的受剪承载力满足要求，可以按照构造配置箍筋。【例题 6-6】某型钢混凝土框架柱柱脚，框架柱截面尺寸为600m材400mm,型 钢采用150a,实配钢筋20,柱箍筋为双肢箍12100。截面尺寸如图6-27所示。柱净高Hn=3.15m,柱承受的轴力和弯矩设计值

7、为N=1500kN,M=600kN m。混 凝土强度等级采用C30,型钢采用Q235。试设计该柱脚。解(1)截面及材料参数A = A = 628mm2,Aa二11925mm2,a =47mm,h0二h - a二553mmfc=14.3N, mm2,fy= fy=300N mm2,fa= fa= 205N mm2Ec=3.0104N mm2,Ea=2.06105N mm2,E 2.0105N mm2(2)型钢混凝土柱柱脚内力设计值采用埋入式柱脚，M：s取抗震设计时柱底型钢的受弯承载力(见例题6-2):(3)计算柱脚埋深根据图6-24及表6-5,型钢埋入部分的有效承压宽度为: 计算混凝土承压强度：柱脚箍筋采用四肢箍14100,根据式fB=min JR fc,10 fc, ASvfyv可得：bsebs