钢与混凝土组合结构张

钢与混凝土组合结构Steel-ConcreteCompositeStructures深圳大学土木工程学院2011本课程是土木工程专业的一门专业选修课。钢材：良好的抗拉和延性混凝土：优良的抗压强度和较大的刚度，混凝土的存在的提高了钢材的整体屈曲和局部屈曲性能钢-混凝土组合结构：良好的强度、刚度、延性及良好的耗能能力1.赵鸿铁著，《组合结构设计原理》，科学出版社，20052.聂建国等，《钢-混凝土组合结构》，建筑工业出版社，20053.刘维亚编，《钢与混凝土组合结构理论与实践》，同上，20084.JohnsonRP,CompositeStructuresofSteelandConcrete,OXFORD:BlackwellScientificPublications,1995

薛建阳主编，《钢与混凝土组合结构》,华中科技大学出版社，武汉，2007教材课程主要内容绪论1材料的物理力学性能2结构设计的基本原则3压型钢板与混凝土组合板4合并一起扼要介绍组合结构定义组合结构分类组合结构应用定义、构造极限状态-承载力计算使用状态-挠度裂缝计算课程主要内容钢与混凝土组合梁5型钢混凝土结构6钢管混凝土结构7外包钢混凝土结构8定义、构造承载力计算挠度裂缝计算（1）《组合结构》概述（2）组合结构分类（3）压型钢板与混凝土组合结构（4）钢与混凝土组合梁（5）型钢混凝土结构（6）钢管混凝土结构（7）外包钢混凝土结构本书内容第1篇概论由两种或两种以上性质不同的材料组合成整体，共同受力、协调变形的结构，称为组合构件。定义钢与混凝土组合结构是其中较为常见的一种，也是土木工程领域日益广泛采用的一种结构体系，为此，本课程将详细讲述这种组合结构的构造和设计。专指型钢或用钢板焊接成的钢骨架？钢筋混凝土梁钢筋混凝土组合结构的特点PPDPDP钢筋混凝土梁素混凝土梁PD钢筋混凝土梁素混凝土梁充分发挥混凝土抗压性能增强梁的刚度、强度和延性均匀裂缝D钢与混凝土组合结构第五大结构体系木结构砌体结构钢结构钢筋混凝土结构施工方便造价相对较低承载力高刚度和延性大抗震性能好五大类一、钢与混凝土组合结构50多年来组合结构的研究与应用得到迅速发展，至今已成为一种公认的新的结构体系。其与传统的四大结构并列，已扩展成为第五大结构。钢与混凝土组合结构依照钢材形式与配钢方式不同又有多种类型，并且一些新的结构形式仍在不断出现。目前研究较为成熟与应用较多的主要五种类型。钢与混凝土组合结构五大类压型钢板与混凝土组合板钢与混凝土组合梁型钢混凝土结构钢管混凝土结构外包钢混凝土结构1.压型钢板与混凝土组合板定义在各种形式凹凸肋或各种形式槽纹的压型钢板上浇注混凝土而形成的组合板，依靠凹凸肋及不同的槽纹使钢板与混凝土组合在一起。压型钢板与混凝土组合板的形式1.压型钢板与混凝土组合板1.压型钢板与混凝土组合板1.压型钢板与混凝土组合板1.压型钢板与混凝土组合板1.压型钢板与混凝土组合板优点压型钢板可以作为现浇混凝土的永久模板。这样就省掉了施工中安装和拆除模板等工序，从而节省了时间和劳动力。当压型钢板安装好以后将可以作为施工平台使用。同时由于不必使用临时支撑，也不影响下一层施工平面的工作。压型钢板可以作为楼板的底筋使用，减少了安装板筋的工作量。根据压型钢板的不同截面形状，最多可以减少30％的楼板混凝土用量。减少的楼板自重又可以相应的减少梁、柱和基础的尺寸，提高了结构的整体性能。1.压型钢板与混凝土组合板优点压型钢板的肋部可以放置水电管线，从而使结构层与管线合为一体，间接地加大了层高或降低了建筑高度，给建筑设计带来灵活性。在施工阶段，压型钢板可作为钢梁的连续侧向支撑，提高了钢梁的整体稳定承载力；在使用阶段，提高了钢梁的整体稳定性和上翼缘的局部稳定性。以上几个优点都可以相当大程度地缩短施工时间，取得良好的经济效益。2.钢与混凝土组合梁定义将型钢梁与混凝土翼板通过抗剪连接件相连在一起形成一个整体共同工作的组合梁。混凝土板可以是现浇混凝土板，也可以是预制混凝土板、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，整体共同作用形成组合T形梁。2.钢与混凝土组合梁带板托的组合梁无板托的组合梁组合梁的形式2.钢与混初凝土组膨合梁常州广市龙辫城大站桥龙城糊大桥愤是常县州市烦龙城停跨运由河大右桥。锋主桥锣采取崖自锚慨式悬来索斜述拉协列作体牺系，猜主梁挽采用丈箱形敌结构探，主恒跨跨雁中部德分采使用混煮凝土只－钢分结合踏梁，富其余萝部分咽采用荡预应序力混宿凝土堪箱梁馆。2.钢与混煮凝土组渣合梁常州市佳龙城大医桥梁纵向域五道腹服板。钢执纵梁为奥全焊接宽结构，门由底板桥和5道腹刘板组哄成，忧底板章和外古侧斜马腹板古组成捷一个保槽形唇断面商。2.钢与混兰凝土组所合梁张江山立交硬改建塌工程组合箱桂梁截面组合意板梁若截面2.钢与混叨凝土组锯合梁张江田立交更改建批工程1.哗节省皇钢材事，降生低造贿价。通过变容更设计膛，将钢车箱梁（控186予6.9舰75t嫩）和钢根板梁（蔽628个.74检8t）寄改为钢抗混叠合翻梁（5码56.推2t）边，节省膜用钢量盏193欢9.5聋23t邪。原预兼算价为译300贝0万元艳，根据娱图纸现主预算价阁200锤0万元版，节省股100浆0万元白。2.增举加了预砖制环节植，为现碧场施工鲜争取了常时间。这种型袍式的结臭构极具休推广价糊值，特剩别适于螺改建工框程。在悄满足行阿车要求狮的情况枣下，不季但大量缸节省了贩用钢量鸭，降低滔了造价症，而且亏实施快洽速。工程经裕验2.钢与混票凝土组赴合梁中铁大蝴桥局的决建设者粒在上海垫长江大国桥上架寺设钢—混凝土京组合梁优点节省殖钢材陕，降置低造彼价。黑增加逗了预慨制环希节，银为现陶场施串工争午取了笔时间兴。使混凝录土受压份，钢梁疯主要是壤受拉与锤受剪，衫受力合放理强度医与刚度可显著提咏高，充稼分利用欠了混凝修土的有隶利作用咱。并且泡由于侧小向刚度械大的混敞凝土板突与钢梁厚组合连辩接在一栽起，很迹大程度品上避免附了钢结朗构容易冰发生整猴体失稳娇与局部麦失稳的闭弱点。2.钢与混允凝土组小合梁3.型钢仇混凝照土结滴构定义型钢牢混凝滩土结色构又悠称钢助骨混凳凝土均结构汗或劲悠性钢防筋混期凝土牢结构阴，是淹在混撑凝土根据配吨钢形式沫的不同休，型钢烈混凝土键结构可供以分为畏实腹式季配钢和驼空腹式浇配钢。中主要狗配置型夸钢、并竹配有一妙定纵向餐钢筋和野箍筋的胶结构。3.型钢援混凝姿土结肃构型钢混餐凝土构劝件截面宝形式3.型钢薄混凝总土结醋构北京国之贸三期3.型钢混好凝土结凝构南通国抛际会议婆中心项拘目总高得度（含包避雷针狐）275米，混秧凝土结禁构高度20妥8米，钢耽结构塔鲁顶高度25轰4米，地果下2层，汽地上55层，树裙楼5层，总艇建筑面逝积12万平唤米，吨地上况建筑帅面积11万平米柱。结构亭形式为铺核心筒摔加型钢览混凝获土柱泊结构,由中砌国建差筑上踩海设乳计研严究院园设计和。3.型钢袍混凝蚁土结校构大连维期货冲广场却为双数子楼慨建筑铃，每污栋建宅筑面款积21.径1万平方束米，地握上53层，地丽下3层，扇高约23魄2米。污结构朋体系挣为剪薯力墙拍核心客筒-钢框绣架混咬合结划构，全玻思璃幕墙愈。3.型钢萝混凝启土结索构中银大涂厦整座耀大楼采逼用由八期片平面副支撑和追五根型撤钢混凝感土柱所锣组成的耳混合结担构“大虹型立体咬支撑体驳系”。3.型钢忽混凝扯土结灶构优点在混父凝土拥中配涝置的估是型遮钢，厦这些渡型钢纵可以北是轧胶制的说也可燥以是波焊接圾的。策一般装在大愚型建缩慧筑中锈经常心配置予焊接泥型钢揭，可借以根挖据构坊件截隙面大婶小、导受力皂特点烈，考亭虑到妥受力畏的合溉理性拆，灵湿活的饼选择欠焊接石型钢扰各个纽奉板件煎宽度规与厚驴度。型钢成混凝采土结苍构不均仅强茂度、制刚度庄明显泄增加抱，而愧且延歼性获恨得很卖大的沉提高让，从罚而成承为一够种抗量震性锁能很复好的芒结构喇，所与有尤暖其适缓用于标地震阀区。比起钢富结构建牛筑，采闻用型钢吹混凝土遣结构节剧省了大污量钢材胶，降低惯了造价幸，而且真避免了汤钢结构氏建筑防骂锈、防馒腐蚀、亿防火性衫能差，三需要经酒常性维错护等弱亩点。4.钢管毕混凝鬼土结乓构定义钢管混宰凝土结维构是在遮钢管内府填充混夺凝土而但形成的甚结构。在钢重管内头可以容配置得钢筋乌，也青可以往只填脚充混与凝土宝。按截议面形歼式的痛不同骂，可畜分为扣圆钢伤管混嘴凝土貌、方冲钢管诱混凝翼土和绪多边嫁形钢身管混扎凝土爬结构汗。4.钢管恋混凝加土结池构圆钢管誓混凝土方钢管通混凝土矩形钢尝管混凝完土钢管进混凝旋土截修面形心式4.钢管治混凝鹿土结呀构4.钢管笔混凝贿土结宾构钢管锣混凝带土节叨点形食式4.钢管坦混凝临土结获构（1）圆钢来管混凝预土柱的把特点：利用心钢管撕约束泼混凝锐土，芒将混件凝土猜由单献向受插压转引变为带三向胳受压斥。钢沾管混愤凝土弓结构炭充分扛发挥敬混凝产土和德钢材骨各自苗的优亏点，瞒避免饰了钢病材特竿别是顾薄壁扁钢材疯容易婆失稳宽的缺垃点，贼所以秩受力寇合理垄，大志大节饭省材仰料。圆钢管愈混凝土短结构的吵最大弱爽点是圆虽形截面鱼的柱与桨矩形截居面的梁机连接比嚼较复杂苏，是推并广圆钢樱管混凝甲土结构择的一大父障碍。4.钢管殊混凝胁土结迷构(2)方钢息管混析凝土昌柱的壤特点豆：克服竖了圆阁钢管郑混凝摔土柱施的一醒些缺旦点。捧可以菌用作刷偏心妥受压坐柱，仙房屋警的外块观较把好；堂连接怪面为肌平面辽，节下点构矿造比驰较简润单；于方钢嘉管构童成封蔬闭截仁面，往自身目刚度尾较大醋；由梅于钢杯材都顷分布辛于截协面外聋边，瓣抗弯拘承载诊力较笼高；惯钢板末为连采续配仙置，宋提高贸了对迹混凝授土的混约束侧作用梦，故驱构件吃的延芹性比授钢筋仰混凝柳土结唇构明辫显提鱼高；衣省去誉模板档，方音便施笨工。4.钢管顺混凝乳土结滨构位于润深南鼓中路迟与华勾强北拒路交缝汇处片，是目前桃世界证最高唇的钢恨管混维凝土摧结构堆大厦，是深或圳市跨墨世纪的等标志性踏建筑。淋总高355匹.8米，视总建骄筑层79层，总少建筑面歇积达17万平方射米。赛返格观光绞位于赛陷格广场喊的71、72层，登互高临望北，深圳扯和香港抓的都市劲风貌尽咐收眼底招，犹如撒一幅美咱丽的画伙卷。“秤赛格电除子市场耕”是世丽界规模叛最大的转电子交侦易市场歼。4.钢管混道凝土结能构天津帝津塔拔工程葱位于照天津愿市和嘴平区艺大沽浸北路劈燕与兴介安路枪交口僻西北绵侧，雾总建隙筑面崖积约者为34.床6万平方岭米，由莫一幢75层高洗的办宵公楼业及一炎幢30层高的绪公寓楼沙组成。离地下四姿层，办馋公楼结菊构体系判为钢管混等凝土柱仓框架+核心宣筒钢幸板剪生力墙结体系+外伸刚该臂抗侧柏体系组附合结构岸，公寓雅楼结构棋体系为剃钢筋混央凝土+剪力墙砍体系。与檐高为336尼.9米。4.钢管混某凝土结不构162层，高昨度为81厉8米，的育“迪拜瘦塔”需管要一个习坚实的甩基础，析以支持大重量可哲能超过500，00唇0吨的地廉面以上偷建筑。尼“迪拜像塔”建佩造在一奋个3.7米厚的泄三角形贴结构的窗基座上丙，这个王三角形站基座由19聚2根直径蜂为1.律5米的脊钢管恨桩或焰支柱乒缸体壶支持旬。这债些钢均管桩嗓或支祖柱缸顷体深筑入地恼下50米。4.钢管混摔凝土结旨构南宁永孔和大桥涌位于南终宁市，资横跨邕悉江，北尊连中华却路，南趣接南建控路，主辫孔净跨序径为33较5.饥40同m，是迄宰今为止睬的世界话上最大改跨度的拐下承式石有推力钢管离混凝畅土拱加桥。4.钢管混贴凝土结溜构连徐腊高速萌公路敲京杭刻运河波特大色桥全眉长257辆7米，为页三跨自唤锚式空拦间曲线钢管膨混凝瞎土拱时桥，是醉当时究国内交跨径剑最大右的提刊篮式眠钢管区混凝部土拱匀桥，20灰01年12月建痛成，拼荣获不“詹巴天佑沾土木犁工程赌大奖疯”。4.钢管造混凝普土结尽构丫髻省沙大怖桥位于离广州少市环旷城高狗速公些路，鹅跨越侍珠江骄主航课道，滨是一絮座特大型慰钢管混简凝土拱幸桥。全均长108短4米，坐主桥煎上部养结构魂为3跨钢贸管混衔凝土抱中承恶式桁展架肋歪系杆讲拱，拍跨越针珠江风主副下航道络、丫柴髻沙割岛，辩跨径宝达36虫0米，为粉当时世钱界同类炒桥梁第榆一。5.外包蒙钢混乖凝土彩结构定义亦简戏称外刺包钢虽结构秩，指常在混骡凝土芽构件劲外部抖配置事钢板问或角技钢的晃结构贸。它可为以满邀足大骆中型沸工业顿厂房毯内固关定各位类管晃道线剧路而蔽不需减设置削预埋震件，碌也可抚以可母以用弱于已裂有建混筑物冤的加线固改赴造。5.外包钢妻混凝土挑结构5.外包钢蔽混凝土堤结构外包叫钢加溪固柱5.外包钢小混凝土盾结构柱包拌钢5.外包雅钢混筑凝土抗结构外包钢热加固混尊凝土梁5.外包钢挽混凝土幅结构外包问钢加僵固混粥凝土鸭板钢与混贷凝土组期合结构究，已经窄广泛贤地应驻用于辞实际您工程申中！二、钢踢与混凝突土组合难结构的嫩发展与旬应用由于垃组合钉结构竖的一音系列图优点厌，所爽以欧俊美国恩家及钻日本咐等国眯在20世纪初垂即开始射应用。压型钢最板混凝代土组合哑楼板开始猾应用演于欧酿美国挎家。缝组合捎板的顶设计销计算输的关耀键问稳题是箭解决压型钢旋板与混枝凝土的税组合剪长切计算。美国遇的Por宗ter和Ekb宵erg教授童等首撕先在屋实验轻的基佳础上育，提造出了露组合揉面纵区向剪马切承会载能咬力的薄计算燥方法亚，使悲得组棵合板妻的设谁计计真算理北论推倚进一嫁步，岛并逐孟步推恰广到观世界显其他锄国家游。冶彻金部慰建筑武研究糖总院滩在对或大量跌国产锋压型陆钢板性组合亏板实漫验研夫究的武基础疼上，根提出属了我顷国自庆己的哗计算时公式累。二、仇钢与迈混凝劈燕土组放合结始构的难发展街与应究用我国从20世纪50年代均开始永，首剩先在倡桥梁棉结构攀中应化用了锄组合揉梁，终并进同行过员少量汉实验露。组宰合梁柱的计唯算与骂应用南中的谋一个歪关键洞问题忽是连接问聚题。美国创、英国心等首先尼用推出线实验得法出剪切甜连接件钥强度计雀算公式林，并纳瘦入英国鞭规范CP揉11崭0；我国得的郑州猛工学院母、哈尔恩滨建工波学院、赶清华大必学等先漠后开展桨了研究且工作。《钢结贯构设冷计规旨范》(旬GB鉴J1芒7-洽88盒)首次绑将组呀合梁贵的设照计方谦法纳秤入规咏范。二、尸钢与羞混凝提土组孩合结弯构的际发展蛙与应透用关于型钢混扑凝土结价构的计算防理论，黑国际上球主要有晶三种类窝型：①欧美的楚计算理杀论基于择钢结构让的计算会方法，黄考虑混炒凝土的缓作用，局在实验续基础上国将实验勺曲线进香行修正细，突出牺反映在婆组合柱打的计算致上。②前苏宽联关夜于型聋钢混期凝土峡结构堡的计龙算理祥论是寸基于行钢筋丘混凝阀土结拘构的寨计算吗方法断，认标为型晃钢与藏混凝输土是论完全询共同维作用钱的，真因此赞实验布证明茧前苏得联计晨算方展法在直某些腹方面刚偏于只不安楼全。③第三聪种类尿型是统日本螺建立王在叠加理怠论基础窜上的方归法，认懂为型鬼钢混怠凝土籍结构衰的承悲载能斑力是钓型钢蹄与混坡凝土菊两者蹲承载细力的祸叠加百。比胡较证疲明，芒日本环的计搜算方垒法偏住于安脖全。本文介签绍的计互算方法二、踩钢与水混凝盏土组钳合结废构的民发展跳与应骑用我国舰在型钢做混凝溉土结泪构方面的物研究与恨应用始蛙于20世纪80年代阳初。铁西安站建筑蜓科技业大学贼、冶汽金部解建筑晴研究近总院袖等科断研单搬位最浙早对鸦其进覆行研敞究，拣并于19旺89年提闻出了《型钢混识凝土结避构设计盐建议》。199借7年主个要参赢考日棒本规繁程，抱原冶瘦金部灾颁发泊了行鹿业标鹅准《钢骨隆混凝施土结麻构设暖计规餐程》（YB秧90混82复-9肌7)；20超01年又根弱据我国范的研究拘成果和续和设计衬经验，蓝由建设忽部颁布丢了《型今钢混劫凝土席组合俱结构单技术赴规程货》（JG描J小13疯8-贯20桑01亿）。二、钢由与混凝版土组合抬结构的按发