混凝土结构设计幻灯片五

第6章组合结构设计●

6.1概述

●6.1.1压型钢板与混凝土组合板●6.1.2组合梁

●6.1.3型钢混凝土结构●6.1.4钢管混凝土结构●6.1.5外包钢混凝土组合结构●6.1.6其他新型组合结构形式●

6.2压型钢板与混凝土组合楼板

●6.2.1压型钢板的形式

●6.2.2组合板的计算●5.2.3荷载标准值●6.3钢―混凝土组合梁设计●6.3.1概述●6.3.2组合梁设计

第6章组合结构设计●6.3钢―混凝土组合梁设计●6.3.1概述●6.3.2组合梁设计

●6.4钢管混凝土结构设计

●6.4.1概述

●6.4.2受压短柱的工作性能●6.4.3单肢柱的受压承载力计算●6.4.4轴心受压短柱的极限分析

●6.4.5单肢柱的受压承载力

●6.5思考题与作业●6.1概述钢与混凝土组合结构依照钢材形式与配筋方式的不同分为多种类型，并且一些新的结构形式仍在不断出现。目前研究较为成熟且应用较多的主要有以下几种：(1)压型钢板与混凝土组合板。(2)钢―混凝土组合梁。(3)型钢混凝土结构。(4)钢管混凝土结构。(5)外包钢结构。●6.1概述6.1.1压型钢板与混凝土组合板

这是在压成各种形式的凹凸肋与各种形式的槽纹钢板上浇筑混凝土而制成的组合板，依靠凹凸肋及不同的槽纹使钢板与混凝土组合在一起。由于槽钢中肋的形式与槽纹图案的不同，钢与混凝土的共同工作性能有很大区别。在与混凝土共同工作性能较差的压型钢板上可焊接附加钢筋或栓钉，以保证钢材与混凝土的完全组合作用。●6.1概述6.1.1压型钢板与混凝土组合板

压型钢板与混凝土组合板的优点主要有：(1)充分利用了混凝土造价低、抗压强度高、刚度大等特点，将其作为板的受压区，而将受拉性能好的钢材置于受拉区，代替板中受拉纵筋。这使得两种材料合理受力，各得其所，都能发挥各自的优点。(2)压型钢板在施工时先行安装，可作为浇筑混凝土的模板及施工平台。这样不仅节省了全部昂贵而稀缺的木模板，获得一定的经济效益，而且使施工安装工作可以数个楼层立体作业，大大加快了施工进度，缩短了工期。(3)压型钢板非常轻便，易于运输、存储、堆放与装卸。不仅节省大量人力，还减少了现场工作量，改善了施工条件。●6.1概述6.1.2组合梁

通过抗剪连接件或粘结作用将钢梁与混凝土板组合在一起就形成组合梁。混凝土板可以是现浇钢筋混凝土板、预制混凝土板、压型钢板混凝土组合板或预应力混凝土板。钢梁可以用轧制或焊接钢梁。钢梁形式有工字钢、槽钢或箱形钢梁。混凝土板与钢梁之间用剪切连接件连接，使混凝土板作为梁的翼缘与钢梁组合在一起，整体共同工作形成组合T形梁。●6.1概述6.1.2组合梁

其特点同样是使混凝土受压，钢梁主要是受拉与受剪，受力合理，强度与刚度显著提高，充分利用了混凝土的有利作用。由于侧向刚度大的混凝土板与钢梁组合连接在一起，因此在很大程度上避免了钢结构容易发生整体失稳与局部失稳的弱点。在符合一定的条件时，组合梁的整体稳定与局部稳定可以不必验算，这也省去了相当一部分钢结构为保证稳定所需要的各种加劲肋的钢材。与传统的非组合结构相比，由于组合梁的强度与刚度的提高，节省了大量钢材(约节省钢材25%～30%)，并且组合梁的应用降低了梁的高度以及建筑物的层高与总高。

●6.1概述6.1.3型钢混凝土结构

型钢混凝土结构(即：钢骨混凝土结构)是在构件的混凝土中主要配置轧制或焊接型钢的结构。在配置实腹型钢的构件中还应配有少量纵筋与箍筋。这些钢筋主要是为了约束混凝土，是构造需要，在计算中亦可考虑其辅助受力。型钢混凝土结构不仅强度、刚度明显增加，而且延性获得很大的提高，从而成为一种抗震性能的结构，所以尤其适用于地震区。型钢混凝土结构的另一优点是：施工安装时，梁柱型钢骨架本身构成了一个强度刚度较大的结构体系，可以作为浇筑混凝土时挂模、滑模的骨架，不仅大量节省了模板支撑，也可以承担施工荷载。

●6.1概述6.1.3型钢混凝土结构

●6.1概述6.1.4钢管混凝土结构在钢管中浇筑混凝土的结构称为钢管混凝土结构。一般在混凝土中不再配纵向钢筋与钢箍，所用钢管一般为薄壁圆钢管，方钢管混凝土结构应用较少。钢管混凝土柱充分发挥了混凝土和钢材各自的优点，克服了钢材特别是薄壁钢材容易失稳的缺点，受力非常合理，且大大节省了材料。据资料分析，钢管混凝土结构与钢结构相比可节省钢材50%左右，降低造价40%～50%；与钢筋混凝土柱相比，节省水泥70%左右，因而减轻自重70%左右。钢管本身就是浇筑混凝土的模板，故可省去全部模板，且不需要支模、钢筋制作与安装，简化了施工。比钢筋混凝土柱用钢量仅增加约10%。钢管混凝土柱的另一突出优点是延性较好，这是因为一方面其外壳是延性很好的钢管；另一方面约束混凝土比一般单向受压的混凝土延性提高很多。

●6.1概述6.1.4钢管混凝土结构

由于钢管混凝土主要是利用强度很高的混凝土受压，所以这种构件最适用于做轴心受压与小偏心受压构件。由于它是圆形截面，而且断面高度较小，该结构形式的优点不能得到充分体现，甚至是不利的，因此通常将其用作高层建筑中下面几层的柱。在一些本来弯矩较大的结构中，可以利用结构形式的改变，把以受弯为主转变为受压为主，以发挥钢管混凝土结构的优势。例如：单层厂房可做成双肢柱或多肢柱；在桥梁中可设计成拱形，利用钢管混凝土作受轴压为主的上弦拱圈，而拉杆仅仅是利用空钢管受拉。钢管混凝土由于受弯性能不好，故一般不用作梁结构。●6.1概述6.1.4钢管混凝土结构

钢管混凝土结构的最大弱点是圆形截面的柱与矩形截面的梁连接较复杂，节点的施工处理较为复杂。这是影响钢管混凝土结构进一步推广的一大障碍。此外，钢管的外露，使其也具有一般钢结构防锈、防腐蚀及防火性能较差的弱点。●6.1概述6.1.5外包钢混凝土组合结构

从广义上说，外包钢混凝土结构是指外部配筋的钢筋混凝土结构，简称外包钢结构。它是在克服装配式钢筋混凝土结构大量采用钢筋剖口焊、接头二次浇筑混凝土等缺点的基础上发展起来的。由于角钢外露，也带来防锈、防腐蚀、防火性能较差的问题，需要保持日常维护。此外，外包钢混凝土的角钢外露，也对结构外观有一定影响，所以目前一般只局限于工业厂房，在民用建筑、公共建筑中尚难推广。●6.1概述6.1.6其他新型组合结构形式

钢纤维混凝土是近几十年出现的有别于钢筋混凝土和型钢混凝土的新型结构形式。它具有良好的抗拉、抗弯、抗剪、抗冲团、抗折及耐疲劳的特性。此外，在混凝土中加配玻璃纤维也能改善构件的受力性能。

钢筋混凝土外包钢板箍构件是近年来研究与应用的一种组合结构形式。可以用于兴建工程也可以用于旧房屋结构加固。在构件(梁、柱)端部或跨间包钢板箍后不仅能局部提高构件抗压强度与抗剪强度，而且能改善构件与结构的延性。钢板箍常加于柱端及梁的剪力较大区等。

●6.2压型钢板与混凝土组合楼板在很多高层钢结构或钢筋混凝土混合结构的楼盖、屋盖结构中，可采用压型钢板与混凝土组合楼板。从广义上讲，可分为以下三类：(1)以压型钢板作为楼板的主要承重构件，混凝土只是作为楼板的面层以形成平整的表面及起到分布荷载的作用。这一类压型钢板应选择板厚及高度较大的板型，以保证施工和使用时的强度与刚度。这种压型钢板不考虑其组合作用，混凝土面层只在计算荷载时考虑，因此可以按照《钢结构设计规范》进行设计计算。(2)压型钢板只作为浇筑混凝土的永久性模板，并用作施工时的操作平台。在施工阶段，考虑在混凝土及压型钢板的自重以及施工荷载作用下(同第一类压型钢板)按钢结构计算。在使用阶段只考虑钢筋混凝土的作用，不考虑压型钢板的作用，在结构层与构造层自重以及使用阶段的所有外荷载作用下按钢筋混凝土结构计算，可以完全遵照《混凝土结构设计规范》进行设计与施工。此时也不考虑压型钢板与混凝土的组合作用。以上两类均按照非组合板进行计算与设计。●6.2压型钢板与混凝土组合楼板(3)考虑组合作用的压型钢板与混凝土组合楼板(本章主要叙述这第三类组合楼板)。施工阶段压型钢板作为模板及浇筑混凝土的作业平台，因此有如第一、二类压型钢板一样按照《钢结构设计规范》进行施工阶段强度、刚度验算。在使用阶段，压型钢板相当于钢筋混凝土板中的受拉钢筋，在全部静载及活载作用下，考虑二者的组合作用，因此按照组合板进行设计计算。●6.2压型钢板与混凝土组合楼板6.2.1压型钢板的形式图6.3国外生产的主要板型图6.4国产压型钢板主要板型●6.2压型钢板与混凝土组合楼板6.2.2组合板的计算1.组合板内力分析的几个问题1)局部荷载的作用可认为组合板上的集中荷载以45°的锥体从板面向板底传递(如图6.5所示)，其分布宽度bm可按下式计算：式中：bp——荷载分布宽度。——压型钢板肋顶以上混凝土板的厚度。——地面饰面厚度。图6.5集中荷载的有效分布宽度

●6.2压型钢板与混凝土组合楼板6.2.2组合板的计算此时，压型钢板组合板的有效计算宽度bem可按照以下情况下的公式计算：(1)受弯计算时有以下两种情况。①对简支板： (6-2)②对连续板： (6-3)式中：bm——集中荷载在组合板上的分布宽度。l——组合板的跨度。lp——荷载作用点至组合板支座的较近距离，当跨内有多个集中荷载作用时，lp应取产生较小bm的相应荷载的作用点至较近支承点的距离。(2)受剪计算时按如下的公式计算：

●6.2压型钢板与混凝土组合楼板6.2.2组合板的计算2)各向异性压型钢板组合板压型钢板组合板分单向板和双向板，可用有效边长比判别。当0.5＜＜2.0时，按双向板计算；当≤0.5或≥2.0时，按单向板计算。有效边长比定义如下： (6-5)式中：——板的各向异性系数，。——组合板强边(顺肋方向的跨度)。——组合板弱边(垂直肋方向的跨度)。，——分别为组合板强、弱边方向的截面惯性矩(计算时，仅考虑压型钢板肋顶以上的混凝土厚度hc)。 ●6.三2压型三钢板三与混三凝土三组合三楼板6.三2.三2组合三板的三计算2)各向三异性三压型三钢板三组合三板压型三钢板三仅在三一个三方向三上有三凸肋三，所三以计三算时三应考三虑压三型钢三板组三合板三的各三向异三性对三其内三力的三影响三，对三双向三板的三内力三进行三各向三异性三修正三；计三算强三边方三向的三弯矩Mx时，三弱边三方向三的计三算跨三度应三取(如图6.三6(三a)所示)；计三算弱三边方三向的三弯矩My时，三强边三方向三的计三算跨三度应三取(如图6.三6(三b)所示)。图6.三6各向三异性三板的三计算三简图●6.三2压型三钢板三与混三凝土三组合三楼板6.三2.三2组合三板的三计算3)支承三条件双向三板周三边的三支承三条件三，可三按以三下情三况确三定：三当计三算的三组合三板与三相邻三跨连三续、三且跨三度大三致相三等时三，可三视板三的周三边为三固定三边；三当组三合板三上浇三筑的三混凝三土不三连续三、或三相邻三跨度三相差三较大三时，三应将三楼板三的周三边视三为简三支边三。当采三用塑三性理三论计三算连三续组三合板三内力三时，三可对三支座三弯矩三进行三调幅(控制三在25三%以内)。●6.三2压型三钢板三与混三凝土三组合三楼板6.三2.三2组合三板的三计算2.承载三力和三变形三计算对压三型钢三板―混凝三土组三合板三需进三行施三工和三使用三两个三阶段三的计三算。1)施工三阶段三计算板上三混凝三土硬三化以三前的三阶段三为施三工阶三段，三压型三钢板三承担三自重三、混三凝土三自重三以及三施工三荷载三。若三跨中三弯曲三变形Δ大于20三m三m，在三确定三混凝三土板三自重三时，三应考三虑“三坑凹三”效三应增三加的三混凝三土重三量，三在全三跨增三加厚三度为0.三7Δ的混三凝土三重或三增设三支撑三。压型三钢板三施工三阶段三的承三载力三和弯三曲变三形采三用弹三性设三计方三法计三算，三且需三满足三规定三的要三求。此时三，计三算宽三度可三取压三型钢三板的三一个三全波三宽度三或单三位宽三度。●6.三2压型三钢板三与混三凝土三组合三楼板6.三2.三2组合三板的三计算(1三)正截三面受三弯承三载力三验算三。其验三算应三要求三满足三下式三：M≤fsyWs(6三-6三)式中三：M——弯矩三设计三值。三均布三荷载三作用三下，三连续三板边三跨跨三中截三面弯三矩可三近似三取ql三2/1三1，内三支座三截面三取ql三2/9，内三跨跨三中截三面取ql三2/1三4。fsy——压型三钢板三的强三度设三计值(见表6-三1)。Ws—三—压型三钢板三的截三面抵三抗矩三，取三对受三拉和三受压三边抵三抗矩三的较三小值三。●6.三2压型三钢板三与混三凝土三组合三楼板6.三2.三2组合三板的三计算(2三)压型三钢板三的弯三曲变三形。其变三形应三满足三下式三要求三：f≤fli三m(6三-7三)式中三：f——组合三板的三挠度三。fli三m——挠度三限值三，取/2三00和20三m三m两者三中的三较小三值(l0为板三的计三算跨三度)。①三均布三荷载三简支三板的三挠度三为：②三均布三荷载三双跨三连续三板的三挠度三为：式中三：——计算三宽度三均布三荷载三标准三值。Es—三—压型三钢板三的弹三性模三量。Is—三—计算三宽度三压型三钢板三的惯三性矩三。——板的三计算三跨度三。●6.三2压型三钢板三与混三凝土三组合三楼板6.三2.三2组合三板的三计算2)使用三阶段三计算(1三)正截三面受三弯承三载力三时，三组合三板抗三弯强三度按三塑性三设计三法进三行计三算，三假定三截面三受拉三区及三受压三区的三应力三均达三到强三度设三计值三。设三组合三板厚三度为h，压三型钢三板高三度为hs，在h比hs大得三多且三含钢三率适三中的三情况三下，三随弯三矩的三增大三，组三合板三中压三型钢三板从三受拉三边开三始屈三服，三并发三展到三整个hs高度三，然三后受三压边三缘混三凝土三达到三极限三压应三变而三压坏三，这三种板三为适三筋板三。当三板厚三相对三较小三，含三钢率三较大三时受三压区三混凝三土将三先于三钢板三屈服三而达三到极三限压三应变三，压三碎破三坏，三这种三板为三超筋三板。三设计三过程三中有三时超三筋板三是难三以避三免的三，因三此，三压型三钢扳三的面三积和三尺寸三选择三还取三决于三施工三阶段三的受三力情三况。●6.三2压型三钢板三与混三凝土三组合三楼板6.三2.三2组合三板的三计算根据三界限三破坏三条件三可以三导出三相对三界限三受压三区高三度(如图6.三7所示)和界三限配三筋率ρm三ax。界三限破三坏时三，压三型钢三板顶三面的三拉应三变达三到屈三服应三变时三，受三压边三缘混三凝土三恰好三达到三极限三压应三变。三则相三对界三限受三压区三高度三为：(6三-8三)界限三配筋三率为三：(6三-9三)式中三：——组合三板的三有效三高度三，即三从钢三板形三心轴三到受三压边三缘三的三距离三。●6.三2压型三钢板三与混三凝土三组合三楼板6.三2.三2组合三板的三计算适筋三板的三受弯三承载三力按三下式三计算三：M≤Mu＝0.三8fsyAs三(-x/2三)三(三6-三10三)其中三，受三压区三高度(6三-1三1)式中三：As—三—压型三钢板三的截三面面三积。b——计算三宽度三，通三常取1m宽或三压型三钢板三的波三距。fsy——压型三钢板三的抗三拉强三度设三计值三。式(6三-1三0)中的0.三8是钢三板面三积折三减系三数，三考虑三了压三型钢三板的三允许三制造三误差三、钢三板暴三露于三空气三中没三有混三凝土三保护三层以三及中三和轴三附近三材料三不能三充分三发挥三作用三等因三素。●6.三2压型三钢板三与混三凝土三组合三楼板6.三2.三2组合三板的三计算超筋三板的三受弯三承载三力计三算较三为复三杂，三一方三面是三由于三压型三钢板三中的三应力三是随三截面三高度三变化三的，三另一三方面三还要三考虑三在施三工阶三段是三否受三载。三为简三化起三见，三其受三弯承三载力三可偏三于安三全地三取界三限破三坏时三的受三弯承三载力三：M≤Mu＝0.三8fsy三Ash0(三1-三0.三5ζb)三(6三-1三2)●6.三2压型三钢板三与混三凝土三组合三楼板6.三2.三2组合三板的三计算(2三)纵向三受剪三承载三力时三，组三合板三的主三要设三计要三求在三于钢三板和三混凝三土交三界面三上的三粘结三应力三应不三致引三起二三者的三相对三滑移三。在三荷载三作用三下，三交界三面的三破坏三形态三还可三能是三纵向三剪切三和粘三结破三坏的三结合三，故三称为三剪切三粘结三破坏三。因三此，三组合三板纵三向受三剪承三载力三也称三交界三面剪三切粘三结承三载力三。剪切三粘结三破坏三如图6.三8所示三。试三验研三究表三明，三在加三载点三附近三形成三的主三斜裂三缝，三使附三近的三粘结三力丧三失，三形成三交界三面水三平裂三缝并三很快三向板三端发三展，三最终三导致三整个三剪跨三段长三度上三的粘三结破三坏，三引起三钢板三与混三凝土三之间三的滑三移。图6.三8剪切三粘结三破坏●6.三2压型三钢板三与混三凝土三组合三楼板6.三2.三2组合三板的三计算组合三板纵三向受三剪承三载力三与其三剪跨a如图6.三8所示三、平三均肋三宽bb三m如图6.三7所示三、截三面有三效高三度h0、压三型钢三板厚三度t有关三，可三按下三式计三算：Vl三≤V三lu-1三a+2三bb三mh三0+3三t三(6三-1三3)式中三：——纵向三剪力三设计三值(kN三/m)。——纵向三受剪三承载三力(kN三/m)。A三——组合三板剪三跨(m三m)，一三般可三取a＝M/三V，M为与三剪三力设三计值V相应三的弯三矩。三均布三荷载三简支三板可三取a＝l/三4。bb三m——组合三板平三均肋三宽(m三m)。t—三—压型三钢板三厚度(m三m)。0，1，2，3—三—剪切三粘结三系数三，应三由试三验研三究确三定。三采用三国产三压型三钢板三时，三可取0＝78三.1三42，1＝0.三09三8，2＝0.三00三36，3＝38三.6三25。●6.三2压型三钢板三与混三凝土三组合三楼板6.三2.三2组合三板的三计算(3三)斜截三面受三剪承三载力三时，三按下三式计三算：Vc≤Vcu＝0.三7ftBbmh0三(6三-1三4)式中三：Vc——组合三板斜三截面三剪力三设计三值。Vcu——组合三板斜三截面三受剪三承载三力。ft三——混凝三土轴三心抗三拉强三度设三计值三。Bbm——计算三宽度三范围三内压三型钢三板的三平均三肋宽三之和三，当三计算三宽度三为一三个波三宽时三取组三合板三平均三肋宽bbm。●6.三2压型三钢板三与混三凝土三组合三楼板6.三2.三2组合三板的三计算(4三)受冲三切承三载力三时，三当组三合板三上作三用有三较大三的局三部荷三载Fl时(如图6.三9所示)，应三计算三其抗三冲切三承载三力是三否满三足下三式要三求：Fl三≤三0.三6三ft三u三mhc(6三-1三5)式中三：Fl三——组合三板冲三切力三设计三值。um三——发生三冲切三破坏三的临三界周三界长三度。图6.三9冲切三临界三周界三长度●6.三2压型三钢板三与混三凝土三组合三楼板6.三2.三2组合三板的三计算(5三)变形三验算三。计三算组三合楼三板的三挠度三时，三不论三其实三际支三承情三况如三何，三均按三简支三单向三板采三用弹三性方三法计三算沿(顺肋)方向三的挠三度，三并进三行变三形验三算。挠度三值应三按荷三载效三应标三准组三合、三准永三久组三合分三别进三行计三算，三其中三的较三大值三不应三超过三规定三的挠三度限三值，三即ma三x(fk，fq)≤fli三m(6三-1三6)式中三：fk——按荷三载效三应标三准组三合值三计算三的挠三度。fq——按荷三载效三应准三永久三组合三值计三算的三挠度三。fli三m——挠度三限值(l0/三36三0)，l0为板三的计三算跨三度。●6.三2压型三钢板三与混三凝土三组合三楼板6.三2.三3组合三板的三构造三要求组合三板的三总厚三度h不应三小于90三m三m，压三型钢三板翼三缘以三上混三凝土三的厚三度hc不应三小于50三m三m。混三凝土三强度三等级三不宜三低于C2三0，骨三料尺三寸不三应大三于0.三4hc、压三型钢三板肋三平均三宽度三的1/三3和30三m三m三者三中的三较小三值。组合三板中三应设三置分三布钢三筋网三，以三承受三收缩三和温三度应三力，三提高三火灾三时的三安全三性，三并起三到分三布集三中荷三载的三作用三。分三布钢三筋两三个方三向的三配筋三率(ρs＝As/bhc)均不三宜少三于0.三00三2。在有三较大三集中三荷载三区段三和开三洞周三围应三配置三附加三钢筋三。当三防火三等级三较高三时，三可配三置附三加纵三向受三拉钢三筋。●6.三2压型三钢板三与混三凝土三组合三楼板6.三2.三3组合三板的三构造三要求组合三板在三钢梁三上的三支承三长度三不应三小于75三m三m，其三中压三型钢三板的三支承三长度三不小三于50三m三m三(如图6.三10三(a三)和图6.三10三(c三)所示)。支三承于三混凝三土构三件上三时，三组合三板的三支承三长度三不应三小于10三0三mm，压三型钢三板的三支承三长度三不应三小于75三m三m(如图6.三10三(b三)和图6.三10三(d三)所示)，连三续板三或搭三接板三在钢三梁上三的最三小支三承长三度为75三m三m，支三承于三混凝三土构三件上三时则三为10三0三mm三(如图6.三10三(e三)和图6.三10三(f三)所示)。图6.三10组合三板的三支承三长度三要求●6.三2压型三钢板三与混三凝土三组合三楼板6.三2.三3组合三板的三构造三要求为阻三止压三型钢三板与三混凝三土之三间的三滑移三，在三组合三楼板三的端三部(包括三简支三板端三部及三连续三板的三各跨三端部)均应三设置三栓钉三。压三型钢三板与三钢梁三的连三接采三用圆三柱头三栓钉三，栓三钉穿三进压三型钢三板并三焊接三于钢三梁上(如图6.三11所示)。栓三钉直三径一三般为三：板三跨度l＜3三m时，三取13三m三m～16三m三m；板三跨度3三mm～6三mm时，三取16三m三m～19三m三m。栓三钉应三高出三压型三钢板三上翼三缘35三m三m以上三。组三合板三中，三栓钉三仅作三为压三型钢三板与三混凝三土交三界面三上的三抗剪三能力三储备三，不三必计三算。图6.三11板端三部设三置栓三钉●6.三2压型三钢板三与混三凝土三组合三楼板6.三2.三3组合三板的三构造三要求压型三钢板三与混三凝土三梁的三连接三如图6.三12所示三。其三中，三图6.三12三(a三)为在三压型三钢板三端部三打孔三，把三钢筋三插入三预留三孔水三泥浆三中，三或在三压型三钢板三上用三栓钉三连接三件将三其固三定在三梁上三。也三可从三梁内三伸出三锚固三钢筋三与现三浇混三凝土三接合三在一三起，三如图6.三12三(b三)所示三。图6.三12三(c三)所示三为在三压型三钢板三端部三冲出三许多三鱼尾三状条三并拧三成麻三花状三，浇三筑在三混凝三土中三。以三上做三法都三能增三强板三的组三合效三果。图6.三12压型三钢板三与混三凝土三梁的三连接●6.三3钢―混凝三土组三合梁三设计6.三3.三1概述1.组合三梁的三组成组合三梁是三充分三利用三钢与三混凝三土两三种材三料和三结构三特性三联合三成为三整体三而共三同工三作的三一种三结构三形式三，同三单一三材料三制成三的结三构相三比，三可提三高结三构的三强度三和刚三度，三节约三钢材三，降三低造三价，三有较三显著三的经三济效三果。组合三梁为三组合三结构三的主三要形三式之三一，三其结三构体三系主三要由三翼板三、板三托、三抗剪三连接三件及三钢梁三四部三分组三成，三如图6.三13所示三。图6.三13钢梁三外露三的组三合梁●6.三3钢―混凝三土组三合梁三设计6.三3.三1概述1)翼板房屋三结构三中，三组合三梁的三翼板三一般三由楼三板的三结构三层一三部分三充当三。翼三板部三分不三仅能三提高三组合三梁的三强度三和刚三度，三还可三避免三梁在三平面三外的三失稳三破坏三。翼板三可用三现浇三混凝三土板三，亦三可用三混凝三土叠三合板三或压三型钢三板混三凝土三组合三板，三其中三混凝三土板三应按《混凝三结构三设计三规范》G三B三50三01三0—三20三02的规三定进三行设三计。●6.三3钢―混凝三土组三合梁三设计6.三3.三1概述2)板托板托三是组三合梁三中的三翼缘三与钢三梁之三间的三混凝三土局三部加三腋部三分。三板托三的设三置应三根据三组合三梁强三度、三变形三及房三屋的三净空三要求三等具三体情三况确三定。三板托三可以三增加三组合三梁的三高度三，节三省钢三材，三并可三为抗三剪连三接栓三钉提三供一三个设三置空三间，三但相三对而三言，三不带三板托三的组三合梁三施工三较为三方便三。在三组合三梁的三强度三、挠三度和三裂缝三计算三中，三可不三考虑三板托三截面三的影三响。●6.三3钢―混凝三土组三合梁三设计6.三3.三1概述3)抗剪三连接三件抗剪三连接三件先三焊接三在钢三梁的三上实三缘，三并浇三于混三凝土三翼板三或混三凝土三板托三之中三。抗剪三连接三件设三置目三的是三承受三翼板三和钢三梁接三触面三之间三的剪三力，三因为三组合三梁交三界面三上钢三与混三凝土三的粘三结作三用很三小，三极易三发生三粘结三破坏三。为三保证三上下三层结三构有三效的三共同三工作三，必三须在三交界三面处三设置三抗剪三连接三件。●6.三3钢―混凝三土组三合梁三设计6.三3.三1概述3)抗剪三连接三件常用三的抗三剪连三接件三主要三有栓三钉、三槽钢三、弯三筋以三及方三钢、T形钢三连接三件等三，如三图6.三14所示三。(a三)栓钉三连接三件(b三)槽钢三连接三件(e三)弯筋三连接三件(c三)方钢三连接三件(d三)三T形钢三连接三件●6.三3钢―混凝三土组三合梁三设计6.三3.三1概述4)钢梁为了三充分三发挥三钢梁三的受三拉性三能，三钢梁三一般三可采三取如三下几三种截三面形三式(如图6.三15所示)。图6.三15组合三梁的三截面三形式●6.三3钢―混凝三土组三合梁三设计6.三3.三1概述2)连续三组合三梁的三受力三特点连续三组合三梁由三于中三间支三座负三弯矩三部位三的连三接构三造复三杂，三不如三简支三组合三梁应三用广三泛应三用，三其受三力特三点为三：在三支座三负弯三矩区三段，三由于三混凝三土开三裂，三一般三不考三虑混三凝土三板的三作用三，仅三考虑三混凝三土板三有效三宽度三内沿三梁轴三线方三向的三负钢三筋起三作用三，但三绝大三部分三弯矩三仍然三要由三板下三钢粱三来承三担。三对于三连续三组合三梁的三跨中三截面三，由三于可三形成三整体三的组三合截三面，三其受三弯承三载力三很大三。因三此，三支座三负弯三矩区三段的三抗弯三能力三远小三于跨三中截三面，三形成三受弯三承载三力分三布与三支座三弯矩三大、三跨中三小的三内力三分布三相反三的状三态；三在承三担较三大的三楼面三活荷三载并三构成三不利三分布三时，三有可三能使三梁的三某一三跨全三跨出三现负三弯矩三，使三钢梁三下翼三缘受三压，三则此三时需三验算三其整三体稳三定性三；支三座处三的剪三力及三弯矩三均很三大，三受力三复杂三，要三考虑三钢梁三中的三正应三力与三剪应三力的三应力三组合三问题三。●6.三3钢―混凝三土组三合梁三设计6.三3.三1概述3)框架三组合三梁框架三组合三梁在三实际三工程三中很三少应三用。三其受三力特三点除三存在三与连三续组三合梁三相类三同的三问题三外，三框架三组合三梁还三存在三组合三梁负三钢筋三的锚三固等三问题三。●6.三3钢―混凝三土组三合梁三设计6.三3.三1概述3.理论三分析三方法组合三梁截三面应三力的三计算三理论三有两三种：三一种三是按三弹性三理论三进行三分析三计算三；另三一种三按考三虑截三面塑三性变三形发三展的三塑性三理论三进行三分析三。(1三)弹性三理论三分析三方法三主要三用于三计算三梁截三面的三应力三和刚三度。三首先三将钢三和混三凝土三两种三材料三投弹三性模三量换三算等三效成三一种三材料三，再三直接三利用三材料三力学三的公三式进三行计三算。(2三)塑性三理论三分析三方法三更符三合梁三的实三际受三力情三况，三这是三因为三混凝三土和三钢材三均为三弹塑三性材三料，三因此三仅当三混凝三土的三最大三压应三力小三于0.三5fc且钢三材最三大拉三应力三小于fy时，三采用三弹性三方法三进行三截面三的应三力和三刚度三分析三才是三合理三和可三信的三。但三对于三构件三的承三载力三计算三，由三于未三考虑三两种三材料三的塑三性发三展，三因而三计算三偏于三保守三，且三不符三合实三际情三况。●6.三3钢―混凝三土组三合梁三设计6.三3.三1概述3.理论三分析三方法常用三的施三工方三法是三将组三合梁三的钢三梁先三安装三就位三，作三为以三后浇三灌混三凝土三楼板三的承三重结三构。三此时三，在三钢梁三下不三设临三时支三撑，三应分三别按三下列三两个三受力三阶段三进行三计算三。(1三)第一三受力三阶段三：楼三板混三凝土三未达三到强三度设三计值三以前三的阶三段。三此时三荷载三考虑三钢梁三自重三、模三板重三及现三浇混三凝土三板重三，称三为第三一受三力阶三段的三恒载三，连三同本三阶段三的施三工活三荷载三，全三部由三钢梁三承受三，验三算其三应力三、挠三度及三稳定三性。(2三)第二三受力三阶段三：楼三板混三凝土三达到三强度三设计三值以三后的三阶段三。此三时，三荷载三考虑三饰面三层、三找平三层、三防水三层和三吊顶三等，三称为三第二三阶段三的恒三载。三使用三阶段三的可三变荷三载称三为第三二受三力阶三段的三可变三荷载三。●6.三3钢―混凝三土组三合梁三设计6.三3.三2组合三梁设三计●6.三3钢―混凝三土组三合梁三设计6.三3.三2组合三梁设三计1.施工三阶段组合三梁施三工时三，若三钢梁三下无三临时三支承三，则三混凝三土硬三结前三的材三料重三量和三施荷三载应三由钢三梁承三受，三钢梁三应按《钢结三构设三计规三范》中有三关受三弯构三件计三算的三规定三计算三其强三度、三稳定三性和三变形三。无三临时三支撑三组合三梁在三使用三阶段三的挠三度较三大，三这种三施工三方法三常用三于混三凝土三板自三重不三大的三楼盖三结构三。施三工阶三段的三挠度三应按三荷载三标准三组合三值(包括三混凝三土板三、钢三梁自三重及三施工三荷载)计算三。●6.三3钢―混凝三土组三合梁三设计6.三3.三2组合三梁设三计2.使用三阶段1)一般三规定组合三梁按三其塑三性中三和轴三所在三的位三置可三分为三两大三类：三塑性三中和三轴位三于混三凝土三翼板三内的三第一三类截三面和三塑性三中和三轴位三于钢三梁内三的第三二类三截面三。对三于第三一类三截面三，钢三梁位三于截三面的三受拉三区，三不会三产生三局部三压屈三。对三于第三二类三截面三，当三钢梁三板件三宽厚三比满三足表6-三2要求三时，三钢梁三受压三翼缘三与腹三板具三有足三够的三刚度三，达三到全三部塑三性并三产生三足够三的旋三转时三，不三至于三局部三屈曲三失稳三，可三按塑三性理三论计三算其三承载三力；三不满三足表6-三2要求三的梁三则应三按弹三性理三论进三行分三析计三算。●6.三3钢―混凝三土组三合梁三设计6.三3.三2组合三梁设三计2.使用三阶段根据三弹性三理论三分析三，上三翼板三的计三算宽三度(如图6.三16所示)按下三式取三值：be=b1+b2+b0三(6三-1三7)式中三：b0—三—板托三顶部三的宽三度；三当板三托倾三角45三°时，三应按45三°计算三板托三顶部三的宽三度；三当无三板托三时，三则取三钢梁三上翼三缘的三宽度三。b1、b2—三—梁外三侧和三内侧三的翼三板计三算宽三度，三各取三梁跨三度l的1/三6和翼三板厚三度hc1的6倍中三的较三小值三。此外三，b1尚不三应超三过翼三板实三际外三伸宽三度s1；b2不应三超过三相邻三钢梁三上翼三缘或三板托三间净三距的1/三2。当三为中三间梁三时，三公式三中的b1等于b2。●6.三3钢―混凝三土组三合梁三设计6.三3.三2组合三梁设三计2)受弯三承载三力计三算组合三梁截三面按三塑性三理论三进行三分析三时，三采用三如下三基本三假定三。(1三)混凝三土翼三缘板三与钢三梁为三完全三抗剪三连接三，以三保证三抗弯三能力三得到三充分三发挥三。(2三)塑性三中和三轴以三上混三凝土三面积三均匀三受压三，其三应力三达到三轴心三抗压三设计三强度三。(3三)忽略三塑性三中和三轴以三下混三凝土三的抗三拉强三度。(4三)为了三简化三计算三，将三混凝三土板三托及三钢筋三混凝三土翼三板内三的钢三筋忽三略不三计。(5三)塑性三中和三轴以三下钢三梁截三面的三拉应三力和三塑性三中和三轴以三上钢三梁截三面的三压应三力，三分别三达到三钢材三的相三应强三度设三计值f。●6.三3钢―混凝三土组三合梁三设计2)受弯三承载三力计三算根据三塑性三中和三轴的三位置三，组三合梁三正弯三矩截三面受三弯承三载力三按以三下两三种情三况计三算。第一三类是三截面三抗弯三承载三力计三算公三式。三塑性三中和三轴位三于混三凝土三翼板三内，三即：三≤三时(如图6.三17所示)，按三静力三平衡三条件三有以三下两三个公三式成三立：(6三-2三0)M≤三(6三-2三1)式中三：Ac—三—钢梁三受压三区截三面面三积。y1—三—钢梁三受拉三区截三面形三心至三混凝三土翼三板受三压区三截面三形三心的三距离三。y2—三—钢梁三受拉三区截三面形三心至三钢梁三受压三区截三面形三心的三距离三。●6.三3钢―混凝三土组三合梁三设计3)受剪三承载三力计三算假定三组合三梁截三面上三的全三部剪三力仅三由钢三梁腹三板承三受，三则有三：V≤三(6三-2三2)式中三：tw——钢梁三腹板三厚度三。hw—三—钢梁三腹板三高度三。fv—三—钢材三抗剪三强度三设计三值，fv=三0.三58f。●6.三3钢―混凝三土组三合梁三设计4)抗剪三连接三件设三计(1三)圆柱三头焊三钉(栓钉)连接三件：≤(6三-2三3)式中三：Ec——混凝三土的三弹性三模量三。As三——圆柱三头焊三钉(栓钉)钉杆三截面三面积三。——圆柱三头焊三钉(栓钉)抗拉三强度三设计三值。——栓钉三材料三抗拉三强度三最小三值与三屈服三强度三之比三。当栓三钉材三料性三能等三级为4.三6级时三，取f=三21三5(三N/三mm三2)，=1三.6三7●6.三3钢―混凝三土组三合梁三设计4)抗剪三连接三件设三计圆柱三头焊三钉(栓钉)连接三件：①三当压三型钢三板肋三平行三于钢三梁布三置(如图6.三19三(a三))所示三，bw/hc＜1.三5时，三栓钉三的抗三剪承三载力三应乘三以折三减系三数bv：≤1三(三6-三24三)式中三：bw——混凝三土凸三肋的三平均三宽度三，当三肋的三上部三宽度三小于三下部三宽度三时(如图6.三19三(c三)所示)，改三取上三部宽三度。hc——混凝三土凸三肋高三度。hd——栓钉三高度三。(2三)槽钢三连接三件：(6三-2三6)式中三：t——槽钢三翼缘三的平三均厚三度。tw——槽钢三腹板三的厚三度。lc——槽钢三的长三度。●6.三3钢―混凝三土组三合梁三设计(4三)抗剪三连接三件的三数量三和布三置：三完全三抗剪三连接三组合三梁的三抗剪三连接三件设三计应三保证三梁截三面在三达到三受弯三承载三力之三前交三界面三不发三生连三接件三的受三剪破三坏。三因此三，最三大弯三矩截三面至三零弯三矩截三面之三间区三段(剪跨三区)内的三连接三件数三量按三下式三计算三：(6三-2三8)式中三：Vl——剪跨三区内三混凝三土翼三缘板三相交三界面三的纵三向剪三力值三，三取Vl=Af和Vl=behc1fc二者三中的三较小三值。——单个三连接三件的三受剪三承载三力设三计值三。●6.三3钢―混凝三土组三合梁三设计5)挠度三计算——刚度三折减三系数三，按三下式三取值三：(6三-3三0)(6三-3三1)(m三m-三1)三(三6-三32三)(6三-3三3)(6三-3三4)(6三-3三5)●6.三3钢―混凝三土组三合梁三设计6)横向三钢筋三的计三算横向三钢筋三与受三剪截三面垂三直，三为受三剪界三面提三供一三夹紧三力，三增强三截面三对纵三向剪三力的三抵抗三能力三。其三计算三要求三如下三：≤(6三-3三6)式中三：——单位三梁长三交界三面上三的纵三向剪三力。——单位三梁长三交界三面上三混凝三土翼三板及三其板三托的三纵向三受剪三极限三承载三力。单位三梁长a-a受剪三界面三的纵三向剪三力取三以下三二式三中的三较大三值：(6三-3三7)(6三-3三8)●6.三3钢―混凝三土组三合梁三设计6)横向三钢筋三的计三算b-三b和c-三c受剪三界面三承担三的纵三向剪三力等三于连三接件三传递三的剪三力。三按单三位梁三长计三算为三：(6三-3三9)根据三试验三研究三，此三时的三单位三梁长三界面三受剪三极限三承载三力可三按下三式计三算：(6三-4三0)式中三：0.三9—三—常数三，单三位N/三mm三2。bvl——纵向三受剪三界面三长度(a-a，b-b，c-c连线三在抗三剪连三接件三以外三的最三短长三度，三单位mm三)。Ae——单位三梁长三与纵三向受三剪界三面相三交的三横向三钢筋三截面三面积(单位mm三2/三mm三)。a-a：Ae=Ab+Atb-b：Ae=2Abc-c：Ae=2Ah三(he0三≤3三0三mm三)或Ae=2三(Ab三+Ah)三(he0＞30三m三m)●6.三3钢―混凝三土组三合梁三设计6.三3.三3组合三梁的三构造三要求3)框架三组合三梁组合三梁边三梁混三凝土三翼板三的构三造应三满足三图6.三21的要三求，三有板三托时三，伸三出长三度不三宜小三于hc2；三无板三托时三，应三同时三满足三伸出三钢梁三中心三线不三小于15三0三mm、伸三出钢三梁翼三缘边三不小三于50三m三m的要三求。图6.三21边梁三构造三图●6.三3钢―混凝三土组三合梁三设计6.三3.三3组合三梁的三构造三要求抗剪三连接三件的三设置三应符三合以三下规三定：(1三)栓钉三连接三件钉三头下三表面三或槽三钢连三接件三上翼三缘下三表面三高出三翼板三底部三钢筋三顶面三不宜三小于30三m三m。(2三)连接三件沿三梁跨三度方三向的三最大三间距三不应三大于三混凝三土翼三板(包括三板托)厚度三的4倍，三且不三大于40三0三mm。(3三)连接三件的三外侧三边缘三与钢三梁翼三缘边三缘之三间的三距离三不应三小于20三m三m。(4三)连接三件的三外侧三边缘三至混三凝土三翼板三边缘三间的三距离三不应三小于10三0三mm。(5三)连接三件顶三面的三混凝三土保三护层三厚度三不应三小于15三m三m，槽三钢连三接件三一般三采用Q2三35钢，三截面三不宜三大于12三.6三0m三m。●6.三4钢管三混凝三土结三构设三计6.三4.三1概述1.一般三概念钢管三混凝三土是三指在三钢管三中填三充混三凝土三而形三成的三结构三。按三截面三形式三不同三，分三为圆三形、三方形三、矩三形及三异形三钢管三混凝三土(如图6.三22所示)。图6.三22钢管三混凝三土柱三的截三面形三状●6.三4钢管三混凝三土结三构设三计6.三4.三1概述1.一般三概念钢管三混凝三土结三构是三从型三钢混三凝土三结构三及螺三旋箍三筋柱三发展三而来三的，三主要三用作三受压三构件三，其三优势三在于三可以三更充三分发三挥钢三管与三混凝三土两三种材三料的三受力三性能三。其三基本三原理三主要三是：(1三)借助三于钢三管对三核心三混凝三土的三套箍三约束三作用三，使三核心三混凝三土处三于三三向受三压状三态，三从而三使核三心混三凝土三具有三更高三的抗三压强三度和三压缩三变形三能力三。(2三)借助三于内三填混三凝土三的支三撑作三用，三增强三钢管三壁的三几何三稳定三性，三改变三空钢三管的三失稳三模态三，从三而提三高其三承载三力。●6.三4钢管三混凝三土结三构设三计6.三4.三1概述2.一般三要求钢管三混凝三土结三构所三用的三钢管三常为三低碳三钢及三低合三金钢三，最三常用三的是Q2三35钢和Q3三45钢，三有时三也采三用Q3三90钢。三钢管三宜采三用螺三旋焊三接管三或直三缝焊三接管三。无三缝钢三管虽三然性三能较三好，三但因三价格三太高三，而三且管三壁太三厚，三不宜三采用三。有三缝钢三管由三钢板三卷制三焊接三而成三，焊三缝应三采用三坡口三焊，三必须三保证三焊接三质量三，达三到与三母材三等强三要求三。因三为当三构件三达极三限状三态时三将出三现很三大的三紧箍三力，三如果三焊缝三质量三不好三，会三发生三焊缝三拉裂三现象三。直三缝焊三接管三一般三用于三直径三较小三的钢三管。三对于三直径三较大三的钢三管，三一般三均采三用螺三旋缝三焊接三管。●6.三4钢管三混凝三土结三构设三计6.三4.三1概述2.一般三要求钢管三的外三直径三不宜三小于10三0三mm，壁三厚不三宜小三于4三mm。钢三管外三径与三壁厚三之比三值d/t，宜三限制三在20～之三间，三此处fy为钢三材屈三服强三度(或屈三服点)：对Q2三35钢，三取fy＝23三5三N/三mm三2；对Q3三45钢，三取fy＝34三5三N/三mm三2；对Q3三90钢，三取fy＝39三0三N/三mm三2；对三于一三般承三重柱三，为三使其三用钢三量与三一般三钢筋三混凝三土相三近，三可取d/t=7三0左右三；对三于桁三架结三构，三为使三其自三重与三钢结三构相三近，三可取d/t=2三5左右三。●6.三4钢管三混凝三土结三构设三计6.三4.三1概述2.一般三要求混凝三土宜三采用三普通三混凝三土。三由于三钢管三是封三闭的三，多三余水三分不三能排三出，三故混三凝土三的水三灰比三不易三过大三，应三控制三在0.三45及以三下。三如掺三减水三剂，三混凝三土坍三落度三宜保三持在16三0三mm左右三。从三优化三钢管三与混三凝土三的共三同工三作、三减小三变形三及经三济效三益方三面考三虑，三混凝三土强三度等三级不三宜低三于C3三0，可三参照三的材三料组三合：Q2三35钢配C3三0或C4三0混凝三土，Q3三45钢配C4三0、C5三0或C6三0混凝三土，Q3三90钢配C5三0或C6三0以上三混凝三土。三采用三泵送三混凝三土工三艺高三抛落三物振三捣工三艺时三使用三流动三性混三凝土三，采三用浇三灌工三艺时三使用三塑性三混凝三土。●6.三4钢管三混凝三土结三构设三计6.三4.三1概述2.一般三要求钢管三混凝三土构三件的三容许三长细三比l不宜三超过三表6-三3的限三值。项次构件名称容许长细比l/d1框架单肢柱20－格构柱－802桁架30－3其他35140表6-三3构件三的容三许长三细比●6.三4钢管三混凝三土结三构设三计6.三4.三2受压三短柱三的工三作性三能通常三的试三验研三究有三如图6.三23所示3种加三载方三式：(1三