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.钢与混凝土组合梁常州市龙城大桥龙城大桥是常州市龙城跨运河大桥。主桥采取自锚式悬索斜拉协作体系，主梁采用箱形结构，主跨跨中部分采用混凝土－钢结合梁，其余部分采用预应力混凝土箱梁。2.钢与混网凝土组潮合梁常州市堡龙城大鹅桥梁纵锈向五誓道腹咸板。疑钢纵词梁为秒全焊投接结陡构，缸由底堆板和5道腹写板组衔成，皱底板握和外浇侧斜辣腹板威组成桃一个薪槽形秘断面晒。2.钢与混惩凝土组摇合梁张江立翼交改建启工程组合箱斤梁截面组合络板梁尊截面2.钢与货混凝骡土组斥合梁张江呈立交冤改建赠工程1.健节省杀钢材朱，降妻低造买价。通过窃变更户设计闲，将造钢箱决梁（蛙18哲66洽.9堤75颤t）后和钢功板梁单（6流28辨.7蒙48仓t）升改为考钢混坏叠合象梁（假55基6.润2t烧），贞节省培用钢忆量1变93怠9.哑52禽3t昆。原蜻预算涝价为楚30画00盈万元薄，根袄据图翁纸现斯预算情价2鞠00迁0万宪元，娘节省妄10搭00乒万元敏。2.增容加了预共制环节搏，为现哲场施工铅争取了杏时间。这种盯型式探的结况构极岔具推择广价脊值，唤特别积适于狐改建顾工程叼。在赤满足缴行车湖要求索的情粘况下固，不艇但大照量节猎省了似用钢枣量，酱降低祝了造鹅价，万而且牙实施腊快速苹。工程捉经验2.钢与色混凝包土组岩合梁中铁怪大桥擦局的饶建设笋者在侨上海布长江鞭大桥衔上架落设钢—混凝土纪组合梁优点节省欧钢材和，降蛛低造榆价。仍增加然了预并制环贴节，捞为现陶场施疮工争奸取了元时间吼。使混凝宏土受压拖，钢梁局主要是女受拉与贫受剪，稿受力合狭理强度蒜与刚度采显著提敲高，充给分利用松了混凝直土的有叔利作用挠。并且事由于侧吗向刚度压大的混救凝土板指与钢梁续组合连廉接在一户起，很槽大程度扎上避免蛮了钢结哈构容易傅发生整奋体失稳节与局部旺失稳的据弱点。2.钢与混独凝土组禾合梁3.型钢际混凝行土结桑构定义型钢静混凝珠土结点构又铸称钢劲骨混摧凝土日结构总或劲阵性钢析筋混戏凝土晋结构船，是爹在混膛凝土根据板配钢订形式痕的不将同，柏型钢缘瑞混凝年土结匪构可的以分作为实背腹式旦配钢亭和空驳腹式腿配钢亚。中主要槐配置型沉钢、并确配有一呈定纵向武钢筋和浮箍筋的带结构。3.型钢消混凝掏土结越构型钢混住凝土构慕件截面企形式3.型钢耗混凝舱土结趴构北京遮国贸风三期3.型钢混四凝土结派构南通国剪际会议阀中心项写目总高上度（含醒避雷针扰）275米，速混凝禽土结科构高竞度20裙8米，成钢结协构塔预顶高杆度25喊4米，地狮下2层，敢地上55层，裙雅楼5层，桶总建鬼筑面坦积12万平宗米，明地上影建筑洞面积11万平米颈。结构羞形式为缩慧核心筒贼加型钢驼混凝零土柱适结构,由中作国建智筑上践海设界计研怠究院笼设计怎。3.型钢混剂凝土结黑构大连期字货广场太为双子糠楼建筑硬，每栋降建筑面引积21专.1万平种方米脆，地眉上53层，笋地下3层，高辟约232米。喉结构量体系朗为剪沉力墙啊核心书筒-钢框架急混合结著构，全移玻璃避幕墙艰。3.型钢摘混凝贯土结垦构中银惯大厦啊整座敬大楼诵采用愈由八少片平辰面支恭撑和层五根森型钢戴混凝辱土柱锹所组册成的怕混合切结构经“大跳型立执体支溉撑体弃系”帮。3.型钢辛混凝韵土结遥构优点在混凝鼠土中配颗置的是浴型钢，弱这些型晃钢可以诊是轧制至的也可造以是焊艳接的。碰一般在倾大型建递筑中经污常配置搬焊接型后钢，可何以根据透构件截失面大小赏、受力奏特点，邮考虑到婚受力的江合理性扛，灵活龟的选择顿焊接型求钢各个渔板件宽厌度与厚掀度。型钢废混凝弊土结董构不骡仅强农度、靠刚度基明显盈增加条，而欢且延辱性获廊得很魄大的贱提高纤，从滔而成枕为一舞种抗持震性捷能很黑好的屯结构蛙，所经有尤死其适举用于叮地震归区。比起牺钢结粮构建诱筑，健采用阴型钢塑混凝帽土结述构节简省了愈大量杨钢材匪，降背低了倦造价酬，而沾且避危免了蜓钢结态构建岂筑防王锈、符防腐侮蚀、近防火贷性能辞差，悄需要欲经常精性维展护等充弱点枕。4.钢管舍混凝桶土结杜构定义钢管附混凝草土结限构是禽在钢生管内般填充叉混凝幅土而险形成非的结滚构。在钢狗管内性可以嫁配置胳钢筋茅，也役可以毕只填灿充混释凝土援。按截纤面形钻式的通不同例，可什分为狠圆钢尸管混名凝土陪、方稿钢管垫混凝加土和斗多边躬形钢增管混坝凝土昌结构躲。4.钢管混滋凝土结介构圆钢还管混绝凝土方钢无管混忌凝土矩形钢改管混凝经土钢管混模凝土截童面形式4.钢管混烂凝土结刚构4.钢管扮混凝痕土结秧构钢管赌混凝盼土节捏点形谣式4.钢管混恨凝土结石构（1）圆晋钢管穴混凝想土柱猜的特惠点：利用涂钢管户约束黄混凝安土，锹将混逗凝土苏由单态向受愚压转吉变为权三向筝受压殊。钢咳管混掌凝土园结构恼充分族发挥薯混凝宽土和披钢材言各自匆的优掩点，街避免弃了钢喇材特泳别是性薄壁雅钢材畅容易腿失稳存的缺笔点，扶所以陷受力匆合理辰，大裕大节阁省材汪料。圆钢管丘混凝土碰结构的如最大弱馆点是圆耍形截面锁的柱与告矩形截勿面的梁灰连接比趟较复杂凳，是推依广圆钢芬管混凝密土结构失的一大细障碍。4.钢管渴混凝谜土结现构(2)方钢管康混凝土暮柱的特追点：克服泪了圆烤钢管匀混凝物土柱调的一混些缺森点。拿可以级用作店偏心奴受压遭柱，厚房屋桨的外蹲观较愧好；尸连接劝面为容平面榆，节役点构练造比只较简效单；虑方钢碌管构寇成封长闭截均面，椅自身售刚度运较大羊；由是于钢羽材都插分布锤于截故面外不边，殿抗弯樱承载忧力较灵高；闸钢板离为连施续配队置，张提高蛾了对互混凝嫁土的啊约束雀作用岔，故篮构件篮的延珠性比沸钢筋博混凝跑土结蹦构明淹显提注高；详省去陶模板粱，方盗便施鞭工。4.钢管息混凝涌土结林构位于深破南中路蜘与华强屿北路交沫汇处，串是目前世承界最高像的钢管埋混凝土临结构大电厦，是深惠圳市跨标世纪的塞标志性速建筑。逼总高35梯5.素8米，总背建筑层79层，咏总建宜筑面仍积达17万平方酸米。赛昌格观光蚁位于赛虑格广场焦的71、72层，幅登高按临望览，深精圳和证香港杨的都品市风舱貌尽耗收眼厅底，识犹如舞一幅车美丽腊的画遇卷。剥“赛谅格电形子市馒场”里是世勒界规陆模最启大的查电子纱交易妥市场辅。4.钢管混演凝土结章构天津督津塔盒工程引位于拥天津哄市和慈平区坑大沽瘦北路乳与兴障安路织交口牌西北夕侧，寻总建哭筑面理积约苍为34搏.6万平方优米，由义一幢75层高的要办公楼敢及一幢30层高拥的公千寓楼茄组成撇。地嘉下四汪层，俘办公孤楼结雀构体渐系为钢管混搁凝土柱超框架+核心轰筒钢现板剪内力墙忆体系+外伸法刚臂奥抗侧划体系亭组合薯结构翠，公鞭寓楼网结构遮体系睁为钢浪筋混振凝土+剪力墙呆体系。帐檐高为336你.9米。4.钢管剃混凝体土结裤构162层，饿高度沾为818米，馅的“如迪拜狭塔”且需要冈一个望坚实监的基倍础，螺以支芦持重棉量可勇能超铺过50罚0，00娱0吨的地钱面以上希建筑。棚“迪拜贤塔”建而造在一铁个3.袋7米厚的葛三角形温结构的睁基座上捧，这个顶三角形仗基座由192根直练径为1.5米的钢损管桩或即支柱缸粱体支持自。这些俗钢管桩昏或支柱续缸体深仔入地下50米。4.钢管混变凝土结贩构南宁永撕和大桥芽位于南数宁市，解横跨邕计江，北隶连中华足路，南监接南建寇路，主优孔净跨醉径为335硬.40第m，是迄疤今为止绪的世界珠上最大挽跨度的视下承式械有推力钢管贫混凝怎土拱逮桥。4.钢管混止凝土结肆构连徐高干速公路秆京杭运困河特大削桥全长257辩7米，为计三跨自钞锚式空觉间曲线钢管混公凝土拱世桥，是当猛时国内塌跨径最嘱大的提嫩篮式钢浩管混凝竹土拱桥扶，20脉01年12月建逆成，桌荣获印“詹串天佑助土木墨工程烂大奖馋”。4.钢管混体凝土结冲构丫髻店沙大柳桥位于暴广州纺市环逝城高信速公闯路，溉跨越赚珠江歇主航烛道，辰是一融座特大型热钢管混观凝土拱层桥。全里长10宜84米，主事桥上部竹结构为3跨钢管务混凝土喊中承式畜桁架肋淘系杆拱馒，跨越草珠江主计副航道援、丫髻熊沙岛，唉跨径达360米，为齿当时世享界同类孤桥梁第楼一。5.外包掌钢混晴凝土们结构定义亦简称蒸外包钢隔结构，固指在混劫凝土构良件外部旺配置钢纯板或角腐钢的结省构。它可芳以满武足大碧中型负工业洪厂房冲内固胀定各舟类管柜道线偷路而怪不需重设置羡预埋尊件，腾也可渐以可涂以用胞于已丹有建氧筑物磨的加劫固改疏造。5.外包遗钢混屈凝土即结构5.外包钢跳混凝土躺结构外包钢菠加固柱5.外包钢鹅混凝土监结构柱包霉钢5.外包钢茂混凝土材结构外包钢菠加固混北凝土梁5.外包钢捧混凝土汽结构外包钢沈加固混产凝土板钢与混轻凝土组晚合结构踩，已经广间泛地应敞用于实勤际工程钢中！二、屈钢与放混凝脸土组大合结洋构的相发展在与应富用由于组钱合结构益的一系沃列优点功，所以那欧美国袍家及日汁本等国卷在20世纪初搏即开始贞应用。压型旅钢板础混凝树土组株合楼梁板开始侧应用善于欧税美国稼家。砌组合暑板的竞设计擦计算旧的关貌键问堡题是总解决压型尾钢板眉与混续凝土闸的组犹合剪券切计著算。美国昼的Por至ter和Ek特be竖rg教授等缘瑞首先在耳实验的冲基础上虑，提出棍了组合凡面纵向钳剪切承恩载能力册的计算女方法，好使得组株合板的储设计计你算理论疼推进一掉步，并惧逐步推据广到世瞒界其他奖国家。豪冶金部峰建筑研冻究总院鄙在对大所量国产支压型钢杠板组合黄板实验亩研究的披基础上派，提出壤了我国声自己的端计算公沈式。二、总钢与戏混凝壳土组肢合结吃构的具发展仇与应业用我国从20世纪50年代哥开始娱，首吉先在之桥梁手结构败中应涝用了苦组合厨梁，僵并进膀行过顽少量事实验润。组啦合梁浆的计偿算与当应用熊中的害一个餐关键洲问题哀是连接问科题。美屑国、录英国炸等首描先用飘推出贱实验丛得出每剪切爸连接备件强饶度计寨算公见式，泼并纳男入英元国规貌范CP峡11鱼0；我国困的郑州暴工学院幕、哈尔决滨建工罚学院、共清华大外学等先茅后开展欲了研究搬工作。《钢结构专设计规煌范》(G骂BJ1披7-8际8)首次朽将组芳合梁苏的设邮计方支法纳趴入规幸范。二、钢塌与混凝沙土组合哑结构的无发展与令应用关于型钢混安凝土结堂构的计怖算理货论，稻国际险上主胡要有村三种裹类型照：①欧美的忽计算理洗论基于屡钢结构及的计算毁方法，宇考虑混滨凝土的很作用，受在实验启基础上宗将实验唯曲线进她行修正羊，突出射反映在宋组合柱暑的计算卸上。②前苏痒联关报于型迎钢混达凝土筛结构牧的计训算理爹论是血基于鸽钢筋被混凝盲土结龄构的竟计算钓方法倚，认剂为型获钢与搂混凝介土是翠完全恭共同雨作用声的，佣因此郊实验概证明栋前苏浇联计酒算方凡法在狡某些兔方面口偏于定不安紧全。③第三种最类型是阁日本建切立在叠加理振论基础递上的方积法，认为炒型钢混阵凝土结骂构的承墨载能力杨是型钢肤与混凝少土两者烫承载力绒的叠加邮。比较说证明，差日本的鼓计算方捉法偏于品安全。本文介驼绍的计苍算方法二、积钢与盾混凝慨土组敢合结碌构的柄发展穗与应扑用我国在型钢唱混凝欢土结顽构方面的归研究与锋应用始委于20世纪80年代初苍。西安兽建筑科收技大学傻、冶金丘部建筑难研究总势院等科条研单位泥最早对销其进行面研究，超并于198隶9年提惩出了《型钢有混凝拣土结火构设扒计建作议》。199断7年主番要参勾考日宗本规帝程，乖原冶泪金部篇颁发碗了行甲业标扇准《钢骨混忌凝土结庸构设计榨规程》（YB9纷082眉-97石)；20铜01年又掠根据晒我国俊的研抗究成合果和多和设锻计经叹验，御由建轧设部授颁布翼了《型钢袭混凝土愁组合结暂构技术鲁规程》倦（JGJ垫13版8-2暗001汁）。二、行钢与统混凝栏土组悦合结偏构的旷发展她与应谁用早在18碗7