钢混凝土组合结构

山东科技大学钢结构工程研究所王来钢-混凝土组合结构第二章压型钢板-混凝土组合板

一、组合构件工作的基本原理非组合构件。以组合梁为例，若二者交界面处没有连接措施，则在竖向荷载作用下，混凝土板截面和钢梁截面的弯曲变形相互独，各自有中和轴。若忽略摩擦力，交界面上仅有竖向压力，二者之间必定发生相对水平滑移错动。所以，其受弯承载力M=M1+M22.1基本原理组合构件。如果在钢梁上翼缘设置足够的抗剪连接件并伸入混凝土板形成整体，阻止板和钢梁之间的相对滑移，使二者的弯曲变形协调，共同承担荷载的作用，则称为组合梁。在荷载作用下，组合梁截面仅有一个中和轴，混凝土板主要承受压力，钢梁主要承受拉力。与非组合梁相比，组合梁的中和轴高度和内力臂增大，其受弯承载力显著提高。组合梁的截面高度大，因而刚度也大。

掀起作用。一般在板梁交界面上的竖向分布力为压力。当荷载作用于钢梁上时，交界面上竖向分布力为拉力，将引起板、梁的分离。组合梁中这种上下层分离的趋势称为掀起作用。由于掀起力远小于交界面上的剪切力，而且抗剪连接件的形状具有一定的抗掀起作用，在设计中一般不进行抗掀起计算。在压型钢板-混凝土楼板中，钢板和混凝土的组合作用不是通过抗剪连接件，而是依靠压型钢板的纵向波槽，钢板上的压痕、开的小洞、冲成的孔眼或在钢板上焊接的横向钢筋等措施实现的。

二.完全抗剪连接和部分抗剪连接

根据抗剪连接件的布置、数量和受剪承载力，可把组合构件分为完全抗剪连接和部分抗剪连接两类。完全抗剪连接是指即使在组合构件（梁）产生弯曲破坏的最不利截面处再增加连接件的数量，构件的受弯承载力也不再增加时的抗剪连接设计。抗剪连接件的数量少于完全抗剪连接所需要的数量时，称为部分抗剪连接。在实际工程中，在满足设计要求的情况下，采用部分抗剪连接可以取得较好的经济效益。

三.钢-混凝土组合梁板结构的计算方法

钢-混凝土组合楼盖的计算方法有弹性理论方法以及考虑截面塑性变形发展的塑性理论方法。弹性理论方法就是工程力学方法，适用于组合梁、组合板构件的施工阶段计算，组合板承载力计算，直接承受动力荷载的组合梁承载力计算及变形计算。计算时，采用换算截面，即根据应变协调和总内力不变的原则，把混凝土面积Ac除以αE换算成等效的钢材截面面积（αE为钢材与混凝土的弹性模量之比）。当考虑荷载长期作用（混凝土徐变、收缩等）的影响（例如变形控制验算）时，混凝土面积Ac应除以2αE换算成等效钢材截面积。塑性理论方法适用于计算承受静力荷载或间接动力荷载组合梁的承载力，计算时，考虑结构的内力重分布和构件的应力重分布。吊车梁以承受动力荷载为主，静力荷载（自重）仅占一小部分，所以它是直接承受动力荷载的构件。2.卷2压型葬钢板-混凝蛋土组廉合板一.压型迅钢板-混凝确土组居合板番的优壮点非组恼合板孟。若仅芳考虑型把压丧型钢色板作肚为浇利注混杏凝土负时的备永久变性模蒙板使驼用，款则压巩型钢溜板只阔需要付满足贯施工惩阶段趣的承以载力悦和变捆形要辛求。伶施工向完成钓后，讨全部转使用躲荷载洁由混离凝土尼板承稳受。亲其设数计方乌法与束钢筋浩混凝义土板贤相同拌，对旋压型相钢板描的截咬面构裁造也际无特两殊要冰求。组合匀板。若压估型钢涂板除按在施伞工阶耀段作继为模梯板使烘用外融，在惠使用济阶段李还作推为混季凝土两板的掀受力阀钢筋此或部倾分受查力钢帜筋，离与混握凝土卡共同座工作倚承担搁使用乎荷载忍。此汪时，派为保闭证混港凝土灵与压遵型钢谦板的裂共同孤工作砌，在骂压型还钢板方表面兵需设特置抗挣剪齿禽槽或蜡者采鬼取开筛孔洞箭、焊花接短抽钢筋疤、横何向钢面筋等借措施蛾，以使抵抗测交界径面的谨纵向唉剪力码和竖掘向揿针起力果。此育外，肿还要卷考虑鱼对板酱的防冬火性桑能和邪耐久抗性能纵的要念求。后常见胳的压税型钢营板和条混凝床土的奔组合办形式赤见图压型冈钢板-混凝描土组凡合板送具有咸下列叨优点亚：压型最钢板舅可作搏为浇如灌混旬凝土扇的模穿板，详节省幻玉了大冠量木呼模板枕及支舰撑；压型圾钢板恳非常住轻便誓，堆威放、伍运输锹及安性装都译非常狡方便吓；使用林阶段钱，压伐型钢班板可妥代替菌受拉沉钢筋汽，减卡少钢源筋的碧制作意与安筑装工颤作。刚度繁较大浙，省枣去许腊多受史拉区鹅混凝让土，绝节省景混凝移土用正量，咬减轻帽结构痛自重旧；有利纱于各群种管骗线的脂布置姐、装成修方啄便；与木伏模板协相比永，施罩工时窝减小脂了火章灾发已生的土可能负性；压型鲜钢板鹅也可奶以起拦到支艳撑钢菠梁侧俘向稳押定的秀作用概。组合良板的违总厚科度不俩应小咽于90组mm，压拢型钢燥板翼煌缘以晚上混奏凝土趴的厚纽奉度不液应小舞于50茅mm。混蚀凝土负强度案等级店不宜腥低于C2乓0，骨舒料尺淡寸不裂应大圾于0.非4hc、压唱型钢坦板肋锣平均观宽度肯的1/吩3和30庭mm三者求中的逝较小扒值。组合婆板中掀应设野置分梳布钢救筋网溉，以抽承受使收缩挨和温滨度应徐力，谷提高四火灾旅时的侨安全纹性，垦并起痛到分科布集泥中荷刮载的关作用揉。分贞布钢樱筋两晕个方礼向的获配筋周率均尤不宜愁少于0.塑00希2。在有张较大耍集中回荷载芬区段筐和开怎洞周革围应类配置膨附加伏钢筋庆。当坊防火漆等级框较高党时，妙可配澡置附生加纵研向受蕉拉钢茧筋。简支课板的堆支座论上部嫂应配眨置构掠造负眠弯矩线钢筋嫩，以逮控制烤裂缝明宽度啊。负充弯矩桂钢筋彼的配职筋率赖不小泛于0.象00妈2，其罪截断躲点距练支承冈边的晚长度仗不小则于l/沈4（l为板驰的跨言度），捧且每召米不江少于5根。悬臂琴板和毙连续点板的行支座毛负弯掌矩区鱼段应市配置沫纵向指受拉灰钢筋笛，其购计算能与一袜般钢终筋混带凝土妥板相附同，测但要亦考虑裤截面钓中由淹于压的型钢炕板有沟波槽雕在受叨压区依所形煎成的嫁缺口蜡。受怎压区挎钢板蜓的受致压屈屑曲，剪计算武时忽普略不凑计。二.压型骑钢板-混凝叼土组以合板委的构香造要舟求组合劳板在纸钢梁遇上的翅支承仇长度冒不应忽小于75窑mm，其兆中，捐压型盒钢板渐的支包承长北度不肾小于50火mm，（闻图(a刷),初(c泻)）。凝支承绪于混烛凝土菊构件弱上时房诚，组围合板条的支说承长住度不舒应小悠于10毛0m犬m，压均型钢匙板的乓支承日长度龟不应边小于75专mm（图(b贫),齐(d粉)）。堪连续铲板或处搭接霞板在秒钢梁犹上的育最小声支承宰长度摊为75痰mm，支路承于隙混凝祥土构亿件上怕时则员为10稳0m惯m（图(e啊),户(f阿)）。压型现钢板招与钢叹梁的共连接龄采用圆头攀栓钉，栓局钉穿毙透压纤型钢织板焊古接于煎钢梁授上，笛或将蚁钢板剖端部穗肋压拴平后齐焊接疗于钢懂梁上刘（图趴）。逃栓钉毯直径籍一般理为：荡板跨扑度l<债3m时，似取13垮-1拦6m术m；板任跨l=常3-彩6m时，冻取16-留19古mm。栓词钉应盘高出赢压型任钢板居上翼弊缘35矮mm以上悬。组左合板悟中，猜栓钉下仅作莫为压裁型钢拜板与抓混凝项土交凝界面小上的区抗剪蜂能力怜储备衔，不慕必计膏算。组合移板端篇部的脑连接压型毙钢板缓与混规凝土永梁连姿接。趴图(a妙)：在朋压型松钢板洲端部严打孔修，把搁钢筋烂插入摔预留抖孔水挎泥浆卡中、赖或在免压型尽钢板陕上用妖栓钉韵连接忙件将巡寿其固注定在茅梁上驳；图(b把)：从美梁内假伸出有锚固尖钢筋筛与现门浇混用凝土祥接合瓦在一曾起；背图(c虑)：在家压型孝钢板威端部邪冲出滋许多姿鱼尾茶状条养并拧尿成麻困花状洁，浇暂筑在认混凝疲土中勤。以洒上做志法都较能增企强板伶的组嘱合效反果。1.局部劫荷载故作用曲的有霉效分逝布宽扁度三.组合篇板的歌计算集中漫荷载友的分皇布宽唤度：俯按沿凭荷载晨作用抵边缘谋沿45狂°线传闻递bf1—荷载励分布杆有效桶宽度；bf—组合跑板上赔集中轿荷载种或线互荷载刻的实秩际作落用宽瞒度；hc—压型堆钢板络顶面分以上皱混凝峡土的备厚度；hf—楼板母饰面滚层厚恰度。组合戚板在商集中购荷载路作用悔下的遥有效寒宽度均按下嫁式计绪算：1）抗小弯承满载能虚力计卡算简支炊板：连续开板：2）剪州切计半算取吃：l为板酒跨；a为剪胁跨，取集苍中荷桨载作管用点锡至较盒近支感座间便距离2.水平社剪力满的传壶递形堵式依靠集压型触钢板垮的纵档向波挠槽；依靠吐压型寄钢板如上的刻压痕抚、小旬洞或荐冲成油的孔狱眼；依靠涌压型飘钢板巷上焊雕接的骂横向侨钢筋惰；设置伏于端臭部的视锚固唤件，届其中某端部目锚固生件要障求在别任何态情形雅下都南应当书设置蒜。3.组合致楼板哄的设趁计(1爪)楼板望分类势：组赚合板膜和非倡组合叔板组合辨楼板泽的设眠计不伸仅要甩考虑饶使用浅荷载磁，亦烛要考护虑施帜工阶您段荷椅载作奴用。眼如果盟压型余钢板求的跨抱中挠顺度w0大于20筹mm时，骗确定眨混凝越土自天重应撑考虑堂挠曲萌效应申，在怒全跨孔增加颗混凝震土厚如度0.里7w0，或思增设托临时躺支撑鸦。(2捧)施工朽阶段验算恨压型药钢板——进行嚷强度矮和变击形验留算永久亮荷载非包括难压型罩钢板排、钢霞筋和坚混凝支土的涂自重础；可器变荷益载包奏括施耗工荷禁载和典附加愿荷载辽。当虎有过面量冲乘击、烤混凝筑土堆革放、程管线祥和泵篇的荷利载时祝，应桶增加源附加携荷载散。验算大采用雀弹性伤方法唉，单馆向板(3暖)使用枯阶段非组徒合板杰：压袭型钢渡板仅斗作为爽模板拦使用产，不粒考虑党其承踢载作卧用，栗可按盒常规戒钢筋段混凝恭土楼跑板设盟计。甜无须阶防火遣。组合荣板荷载迅：永铃久荷取载、印可变同荷载志等验算枕内容狸：强垒度和拢变形变形潮验算让的力红学模塞型：火单向删弯曲炎简支琴板承载抓力验握算的秤力学遥模型层：按压忘型钢杆板上紧混凝竟土的糕厚薄史确定圣计算绝模型验算悲包括番：正蚂截面捎抗弯倚承载笔力、苍抗冲苹剪承逼载力摸和斜问截面倒抗剪毛承载脑力适筋翼板和诉超筋弄板。随弯正矩的和增大贱，组巷合板简中压变型钢跟板从受拉欣边开挺始屈屋服，并阳发展杠到整个乘高度，然霉后受翁压边姑缘混茂凝土高达到路极限啊压应只变而做压碎哀破坏街，这误种板宇为适筋锤板。当戚板厚抽相对拿较小拐、含钞钢率册较大盯时，焦受压脊区混贩凝土助将先欺于钢合板屈仓服而腰达到篮极限忙压应障变，萝压碎索破坏弹，这错种板阿为超筋炸板。有粪时超级筋板吐难以际避免卖，因危为压附型钢岔板的抢面积矿和尺锄寸选玻择还崖取决朱于施顷工阶缓段的穗受力万情况琴。相对岗界限火受压蜻区高忙度和仿界限讲配筋晚率为昌：（4）正委截面亭抗弯为承载仇力验兆算适筋僻板的醋受弯萌承载弦力按格下式控计算药：超筋趣板的功受弯丸承载衡力计追算较己为复崖杂，嫌一方放面是聋由于纲压型叮钢板香中的送应力例随截举面高终度是帝变化托的，培另一霞方面加还要兆考虑换施工而阶段幕是否捡受截谷。为鉴简化升起见晴，其蜂受弯盛承载驰力可黎偏于谎安全肉地取插界限高破坏鸟时的枣受弯缩慧承载桥力：式中x

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