完全抗剪连接组合梁课件

1、第17讲 组合梁的设计楼面梁的设计 钢梁的设计 组合梁的设计组合梁：在钢梁上铺设钢筋混凝土板或压型钢板组合板，梁板共同工作，板可作为梁的一部分，发挥比钢梁更大的作用，其强度和刚度提高。应用：钢结构的厂房、高层建筑及桥梁结构。优点： 发挥材料的特性，承载力相同时，比非组合梁节约钢材1525%。 刚度要求相同时，组合梁比非组合梁减小截面高度2630%。 提高钢梁的侧向刚度和稳定性，改善受压区的受力状态。 抗震性能好。1第17讲 组合梁的设计 无组合作用梁变形图应力分布 完全抗剪连接组合梁楼板钢梁抗剪连接件组合梁（整体承受荷载）楼板和钢梁独立发生弯曲变形；楼板和钢梁间相对剪切滑动；楼板和钢梁作为独立

2、构件联合承担荷载。变形图应力分布1. 组合梁的形式与特点2第17讲 组合梁的设计 部分抗剪连接的组合梁抗剪连接件数量较少。抗剪连接件数量小于完全抗剪连接组合梁所需数量的50%，实际设计时不再考虑板梁的组合作用。压型钢板混凝土组合板作为翼板的组合梁，宜按部分抗剪连接组合梁设计。部分抗剪连接限用于跨度不超过20m的等截面组合梁。1. 组合梁的形式与特点（续）3第17讲组合梁的设计 现浇混凝土楼板的板托板托的作用： 扩大梁与板的承压面积，防止混凝土板的局部承压破坏； 提高板在支承梁处的截面高度，进而提高板的抗冲切能力； 组合梁截面高度增加，提高其截面刚度与承载力4第17讲 组合梁的设计2. 组合梁的

3、计算翼板的计算厚度：普通钢筋混凝土翼板：原厚度ho带压型钢板的混凝土翼板：hc（压型钢板顶面以上混凝土板厚度）翼板有效宽度be ： be=bo+b1+b2（边梁） be=bo+2b2 （中间梁） bo ：钢梁（板托）顶部宽度 b1：梁外侧的翼板计算宽度, minl/6, 6hc , s1 b2：梁内侧的翼板计算宽度, minl/6, 6hc , s0/2 5第17讲 组合梁的设计2. 组合梁的计算 组合梁正截面受弯承载力计算方法： （1）组合梁截面应力弹性分析方法 用于直接承受动力荷载或组合梁中受压板件的宽厚比不符 合表4-6(抗震等级2级)要求的组合梁的计算。 （2）组合梁截面应力塑性分析方

4、法 用于不直接承受动力荷载，且组合梁中受压板件的宽厚 比符合表4-6(抗震等级2级)要求的组合梁的计算。 6第17讲 组合梁的设计2. 组合梁的计算组合梁截面应力塑性分析方法的假定: 在混凝土翼板的有效宽度内，纵向钢筋和钢梁受拉及受压应力均达到强度设计值； 塑性中和轴受拉侧的混凝土强度设计值可忽略不计； 塑性中和轴受压侧的混凝土截面均匀受压，并达到弯曲抗压强度设计值。 要求：钢梁翼缘及腹板的板件宽厚比满足塑性设计要求。 7第17讲 组合梁的设计A :钢梁截面面积Ac:钢梁受压区截面面积 2. 组合梁的计算 完全抗剪连接组合梁的强度计算:y1y2正弯矩作用区段的受弯承载力8第17讲 组合梁的设计

5、2. 组合梁的计算 完全抗剪连接组合梁的强度计算:负弯矩作用区段的受弯承载力Ast:翼板有效宽度范围内钢筋截面面积Ms: 钢梁截面的全塑性弯曲承载力9第17讲 组合梁的设计2. 组合梁的计算 完全抗剪连接组合梁的强度计算:受剪承载力：视全部剪力由钢梁腹板承受：hw、tw:分别为钢梁腹板的高度和厚度； fv ：塑性设计时钢梁钢材的抗剪强度设计值.钢梁局部稳定：板件宽厚比可偏于安全地按塑性设计的规定选取。10第17讲 组合梁的设计2. 组合梁的计算 部分抗剪连接组合梁的强度计算:正弯矩作用区段的受弯承载力：全部荷载产生的正弯矩设计值；一个剪跨区的抗剪连接件数目；每个抗剪连接件的纵向抗剪承载力. 1

6、1第17讲组合梁的设计2. 组合梁的计算 部分抗剪连接组合梁的强度计算:负弯矩作用区段的受弯承载力：受剪承载力和局部稳定性：同完全抗剪连接组合梁。12第17讲 组合梁的设计2. 组合梁的计算剪跨区段的划分： 在混凝土翼板上的力取抗剪连接件所能传递的纵向剪力。沿组合梁跨长，以支座点、弯矩极值点和零点为界线，将梁划分为若干剪跨区段。组合梁抗剪栓钉的验算13正弯矩区剪跨段 V = A f (塑性中和轴位于混凝土翼板内) V = be hc fc (塑性中和轴位于钢梁截面内)负弯矩区剪跨段 V = Ast fst每个剪跨区内所应配置的栓钉连接件总数：V :剪跨区内混凝土与钢梁叠合面上的纵向剪力n个栓钉

7、连接件均匀分布于其剪跨区段内第17讲组合梁的设计组合梁抗剪栓钉的验算14集中力作用时栓钉连接件的布置可将n个栓钉连接件按各分剪力区段的剪力图面积分配；然后各自均匀分布于分剪力区段。 当抗剪连接键的设置受构造等原因的影响不能满足要求 时，可采用部分抗剪连接设计法。第17讲 组合梁的设计15第17讲组合梁的设计（1）为保证梁的刚度，组合梁的高跨比h/l不宜小于1/161/15；（2）为避免出现钢梁抗剪能力不足的不协调现象；组合梁截面 的总高度不宜超过钢梁截面高度的2.5倍；（3）焊于钢梁受拉翼缘的栓钉直径翼缘板厚度的1.5倍； 焊于无拉应力部位的栓钉直径翼缘板厚度的2.5倍；（3）栓钉的间距：沿梁轴线方向：s5d沿垂直于梁轴线方向：s4d距钢梁翼缘边的边距： s35mm（4）栓钉顶面保护层的厚度及栓钉高度:栓钉顶面保护层的厚度应15mm栓钉焊后高度应大于压型钢板总高度加30mm.（5）组合梁负弯矩区纵向