钢-混凝土组合梁解析

解析型钢混凝土结构大跨度模板支撑体系的技术引言随着社会经济高速发展，城市建筑物越来越高，建筑面积也越来越大，高层、超高层建筑也越来越多，大跨度型钢混凝土结构应用也越来越广泛，这种结构具有跨度大、难度大、承重大等特点，国内外许多工程施工单位也对此进行了广泛的研究，湖南某高层建筑通过严密组织，精心设计，完成了大跨度型钢混凝土结构的施工，本文结合该高层建筑的施工实例，对大跨度型钢混凝土组合支模体系施工技术进行了阐述。

1、工程概况湖南某高层建筑项目由2幢21层组成。

总建筑面积为58434㎡，裙房层高4.8m，标准层层高4.6m。

B幢主楼21层27～31轴及36～40轴为悬空结构，该部位结构离地净高为81.550m，连接悬空部位21层楼面梁采用型钢混凝土组合梁，板采用钢筋桁架自承式混凝土楼板。

型钢混凝土结构主梁截面尺寸为400mm×1200mm，采用250mm×900mm×20mm×30mm型钢，次梁截面为350mm×1200mm，采用200mm×600mm×16mm×25mm，150mm×600mm×16mm×25mm型钢，梁、板混凝土设计强度为C30。

2、施工难点分析1）工程支模高度高，离5层屋面结构高度达77.8m，采用普通扣件式落地钢管模板支架整体稳定性、高宽比难以满足安全要求。

2）高净空型钢混凝土梁结构跨度大，最大跨度达13.9m，边梁最大截面尺寸达400mm×1200mm。

3）工期紧，采用大型操作钢平台，安装时有大型机械设备，拆除时难度较大，拆除需花大量人力、物力，并且工期影响较大。

3、支模方案设计总体思路本土程悬空部位为型钢混凝土组合梁结构，梁模板支撑体系利用型钢自身的承载力，采用U型螺栓、螺母固定方钢的吊挂式模板支撑体系；楼板采用钢筋桁架自承式楼板，型钢混凝土梁顶部预埋焊有栓钉的连接钢板，下部设置轻型操作平台作为模板施工的操作及安全防护平台。

浅析钢 -混组合结构剪力钉性能研究现状摘要：本文针对钢-混组合结构剪力钉的性能进展进行了简要分析。

总结了国内外学者对剪力钉在静力荷载下的多参数分析成果；分析了剪力钉疲劳性能研究现状并讨论了疲劳寿命的计算方法，进一步探究了新型布置形式群钉连接件受力特点。

1.概述为加快公路建设的进一步升级，钢桥梁因其独特的性能优势已大量应用于工程建设，其中钢-混组合结构于房屋建筑及桥梁工程领域较为广泛。

针对钢-混组合结构的研究可追溯到20世纪初，直在1926年，在钢与混凝土之间嵌入剪力连接件将两者结合标志着钢-混组合结构的诞生[1]。

为防止混凝土板相对钢结构的滑移和掀起，主要有四种剪力连接件类型[2]，剪力钉、开孔板、型钢块和锚固变筋，其中剪力钉因其经济优势和结构上的能显著改善钢-混凝土组合构件的界面粘结性能和变形协调能力，在实际工程应用已有50余年。

本文通过查阅整理国内外大量文献，以钢-混组合结构剪力钉力学性能研究为基础，浅析剪力钉静力性能、疲劳性能的研究现状及不足。

2.静力性能剪力钉的静力性能分析主要可分为三个主要部分：强度、刚度和延展性。

通过国内外学者的大量试验研究，得出剪力钉静力性能受多个参数的影响，主要影响因素：杆柄直径、螺柱高度及抗拉强度、混凝土抗压强度及弹性模量、混凝土浇筑方向等[3]。

近年来，超高性能混凝土（Ultrahigh-performanceconcrete ,UHPC）因其优越的力学性能（高强度、高弹模）广泛用于工程建设中[4]。

未探究薄UHPC板桥面栓钉剪力连接器的结构性能和有效性，结果表明UHPC中栓钉剪力连接件的静力强度仅受螺柱直径和螺柱材料的极限强度影响，而不受周围的混凝土强度影响，并得出实际的抗剪承载力远大于规范计算[5]。

随着剪力钉的大规模运用，也出现了较多问题，为达到较高的抗剪承载力需焊接大量的螺柱，时间成本、安全风险增加且其难以移除混凝土板，对钢梁造成一定的损伤。

因此，为了避免上述问题并保证均匀分布，采用大直径剪力钉无疑是最佳选择。

2019 一建市政实务基础练习题及答案解析一、单项选择题1.柔性路面主要代表是沥青类路面,其破坏主要取决于和极限垂直变形;A.剪切变形B.抗剪强度C.弯拉强度D.弯拉应变答案：D解析：柔性路面在荷载作用下产生的弯沉变形较大、抗弯强度小,在反复荷载作用下产生积累变形,它的破坏取决于极限垂直变形和弯拉应变;2.水泥混凝土道路应设置垫层,加设半刚性垫层的主要作用是;A.提高路基承载力B.防止路基不均匀沉降C.提高路基稳定性D.减小路基沉降答案：B解析：路基可能产生不均匀沉降或不均匀变形时,宜加设半刚性垫层;3.水泥混凝土路面工程中,基层材料的选用原则,以下说法错误的是;A.特重交通道路宜选用碾压混凝土或沥青混凝土B.重交通道路宜选用水泥稳定粒料C.中等交通道路宜选择沥青稳定碎石D.轻交通道路宜选择石灰粉煤灰稳定粒料或级配粒料答案：C解析：特重交通道路宜选用贫混凝土、碾压混凝土或沥青混凝土;重交通道路宜选用水泥稳定粒料或沥青稳定碎石;中、轻交通道路宜选择水泥或石灰粉煤灰稳定粒料或级配粒料;湿润和多雨地区,繁重交通路段宜采用排水基层;4.以下选项中不属于城镇道路路基工程施工准备工作的是;A.修筑排水设施B.安全技术交底C.临时导行交通D.施工控制桩放线测量答案：A解析：准备工作包括：1设置围挡,临时导行交通;2安全技术交底;3施工控制桩放线测量;4根据地质勘察报告进行试验;5.过街雨水支管沟槽及检查井周围应用或石灰粉煤灰砂砾填实;A.石灰土B.卵石土C.黏性土D.碎石土答案：A6.填方路基碾压按“先轻后重”原则进行,最后碾压应采用不小于级的压路机;答案：C7.当管道位于路基范围内时,施工时应采取适当作业原则,以下说法不正确的是;A.管顶以上 500mm 范围内不得使用压路机进行压实作业B.管顶至路床的覆土厚度在～时,路基压实时应对管道采取保护措施C.管顶至路床的覆土厚度不大于时,应对管道进行加固D.沟槽的回填土压实度应符合路基压实要求答案：D解析：当管道位于路基范围内时,其沟槽的回填土压实度应符合给水排水管道工程施工及验收规范的规定;8.二灰中的粉煤灰用量越多,早期强度,3个月的龄期的强度增长幅度也越大;A.越低B.越高C.变化不大D.无影响答案：A9.台背路基填土加筋的主要目的是为了;A.提高路基承载力B.减小路基与构造物之间的不均匀沉降C.提高路基稳定性D.减小路基沉降答案：B10.关于水泥混凝土道路基层的作用,阐述正确的是;A.防止或减轻由于唧泥产生板底脱空和错台等病害B.减少路基不均匀冻胀C.减少体积变形对混凝土面层产生的不利影响D.改善接缝的传荷能力E.调节路基可能产生的不均匀沉降11.再生沥青混合料中旧料含量的确定因素有等;A.路面层位B.旧路面材料的品质C.再生沥青性能D.再生剂的性能E.交通量答案：解析：再生沥青混合料中旧料含量：如直接用于路面面层,交通量较大,则旧料含量取值低,占 30~40%;交通量不大时用高值,旧料含量占 50~80%;12.热拌沥青混合料施工相邻两幅及上下层的横接缝应错位以上;答案：B13.改性沥青混凝土混合料宜采用拌合;A.连续式搅拌机B.移动式搅拌机C.间歇式搅拌机D.固定式搅拌机答案：C14.高温期施工水泥混凝土路面时,混凝土拌合物的初凝时间不得小于h;答案：A解析：高温施工时,混凝土拌合物的初凝时间不得小于 3h;低温施工时,终凝时间不得大于 10h;15.混凝土浇筑完成后应及时进行养护,养护方法错误的是;A.保湿覆盖B.土工毡覆盖C.喷洒养护D.围水养护答案：D解析：雨天或养护水充足情况下,可采用保湿膜、土工毡、麻袋、草袋、草帘等覆盖物洒水湿养护方式,不宜使用围水养护;16.沉入桩终止锤击的控制应以控制桩端为主;A.设计标高B.承载力C.工艺D.贯入度答案：A解析：桩终止锤击的控制应视桩端土质而定,一般情况下以控制桩端设计标高为主,贯入度为辅;17.在深水和深基坑、流速较大的坚硬河床进行基础工程施工时,应采用围堰;A.土B.土袋C.钢丝笼D.板桩答案：D18.关于支架法现浇预应力混凝土连续梁施工技术,说法错误的有;A.支架的地基承载力应符合要求B.支架底部应有良好的排水措施,不得被水浸泡C.安装支架时,应根据支架拼装间隙和地基沉降等,设置预拱度D.各种支架和模板安装后,宜采取预压方法消除拼装间隙和地基沉降等非弹性变形答案：C解析：安装支架时,应根据梁体和支架的弹性、非弹性变形,设置预拱度;19.斜拉桥混凝土主梁施工方法有多种,其中由于适用范围较广而成为斜拉桥主梁施工最常用的方法;A.顶推法B.平转法C.支架法D.悬臂法答案：D20.土压式盾构开挖控制说法正确的是;A.以土压和排土量控制为主,以塑流性改良、盾构参数控制为辅B.以泥水压和泥浆性能控制为主,以排土量控制为辅C.以土压和塑流性改良控制为主,以排土量、盾构参数控制为辅D.以土压控制为主,以排土量、盾构参数和塑流性改良控制为辅答案：C解析：土压式盾构,以土压和塑流性改良控制为主,辅以排土量、盾构参数控制;泥水式盾构,以泥水压和泥浆性能控制为主,辅以排土量控制;二、多项选择题1.湿陷性黄土路基处理,除采用防止地表水下渗的措施外,主要有等;A.排水固结法B.强夯法C.挤密法D.换填法E.振动压实法答案：解析：湿陷性黄土路基处理施工除采用防止地表水下渗的措施外,可根据工程具体情况采取换土法灰土垫层法、强夯法、挤密法、预浸法、化学加固法等因地制宜进行处理;2.关于石灰稳定土类基层,说法正确的是;A.石灰稳定土有良好的板体性B.石灰土的强度随龄期增长,但与养护温度无关C.只能用作高级路面的底基层D.其水稳性不如水泥稳定土,但抗冻性比水泥稳定土好E.石灰稳定土的干缩和温缩特性十分明显答案：A、C、E3.铺筑沥青混合料面层时,应喷洒粘层油的部位有等;A.在沥青稳定碎石基层上铺筑时,既有结构与沥青混合料层连接面B.多层式热拌沥青混合料面层之间C.在水泥混凝土路面加铺时,路缘石与沥青混合料层连接面D.在无机结合料稳定基层上铺筑时,基层与沥青混合料层连接面E.旧沥青路面上加铺时,检查井与沥青混合料层连接面4.改性沥青混合料的摊铺在满足普通沥青混合料摊铺要求外,还应做到;A.摊铺速度宜放慢B.铺筑路面宜采用非接触式平衡梁自动找平C.摊铺系数应通过试验段取得,一般为～D.在喷洒有粘层油的路面上铺筑时,宜使用履带式摊铺机混合料摊铺温度应试验确定,一般不低于 160℃解析：除满足普通沥青混合料要求外,还应做到：1在有粘层油的路面上,宜使用履带式摊铺机;施工温度经试验确定,一般不低于160℃;2摊铺速度放慢至 1~3m/min,松铺系数应通过试验段取得;3采用自动找平方式,中、下面层采用钢丝绳或铝合金导轨引导的高程控制方式,上面层宜采用非接触式平衡梁;5.进行防水层施工前,基层混凝土强度应达到设计强度的以上;%%%%答案：B6.浇筑混凝土前,应检查模板、支架的,检查钢筋及预埋件的位置,规格,并做好记录;A.承载力B.数量C.刚度D.材质E.稳定性答案：在计算预应力筋下料长度时,应考虑的因素有;A.结构的孔道长度B.锚夹具长度C.千斤顶长度D.工作长度E.外露长度解析：预应力筋下料长度,计算时应考虑孔道长度或台座长度、锚夹具长度、千斤顶长度、焊接接头或墩头预留量,冷拉伸长值、弹性回缩值、张拉伸长值和外露长度等因素;8.关于灌注桩水下混凝土灌注用导管要求的说法,正确的有;A.导管直径宜为 20～30cm,节长宜为 3mB.导管不得漏水,试压的压力宜为孔底静水压力的倍C.导管采用法兰盘接头宜加锥形活套D.导管轴线偏差不宜超过孔深的 %,且不宜大于 10cmE.采用螺旋丝扣型接头时必须有防止松脱装置答案：解析：导管应符合下列要求：1导管直径宜为20～30cm,节长宜为 2m;2导管不得漏水,使用前应试拼、试压,试验压力为孔内水深倍压力;3导管轴线偏差不宜超过孔深的 %,且不宜大于 10cm4导管采用法兰盘接头宜加锥形活套,采用螺旋丝扣型接头时必须有防止松脱装置; 9.采用悬臂浇筑法施工的预应力混凝土连续梁,确定悬臂浇筑段前段标高时,应考虑的因素有;A.挂篮前端的垂直变形值B.预拱度C.桥梁纵坡度D.施工中已浇段的实际标高E.温度影响解析：预应力混凝土连续梁、悬臂浇筑段前端底板和桥面标高的确定是连续梁施工的关键问题之一,确定悬臂浇筑段前端标高时应考虑：1挂篮前端的垂直变形值;2预拱度设置;3施工中已浇段的的实际标高;4温度影响;10.钢一混凝土组合梁混凝土桥面应全断面连续浇筑,以下浇筑顺序正确的是;A.顺桥向自跨中向两端浇筑B.顺桥向由一端开始浇筑C.顺桥向自两端向跨中浇筑D.横桥向由中间向两侧浇筑E.横桥向由两侧向中间浇筑答案：。

体外预应力钢-混组合梁有限元分析王斯宇【摘要】基于Newmark组合梁线性分析理论,本文构造了考虑界面滑移的部分连接组合梁单元,与匹配的体外索单元,通过算例,验证单元的适用性,并分析了界面滑移刚度对体外预应力组合梁结构刚度和预应力增量求解的影响.【期刊名称】《低温建筑技术》【年(卷),期】2018(040)004【总页数】4页(P46-49)【关键词】钢混组合梁;体外预应力;滑移;刚度矩阵;有限元【作者】王斯宇【作者单位】浙江大学建筑工程学院交通工程研究所, 杭州 310058【正文语种】中文【中图分类】TU3750 引言钢混组合梁通过剪力连接件连接混凝土板和钢梁，充分发挥了钢材的弯拉性能和混凝土的弯压性能。

体外预应力的应用进一步降低梁自重与截面应力水平，改善结构的承载和抗裂性能。

组合梁交界面存在滑移，仅在少数情形下具有解析解，为确定体外预应力组合梁实际性能，国内外学者进行了大量理论和试验研究。

Troitsky[1]等人采用虚功原理确定了预应力钢梁中预应力增量的表达式；Naaman[2]等通过分析大量试验结果，提出了将最大弯矩截面预应力筋处混凝土应变折减计算预应力应变的折减粘结系数法；Harajli[3]提出以跨高比确定等效塑性区长度，考虑预应力混凝土梁的开裂影响。

国内相关研究起步较晚：方志[4]通过试验，分析预应力组合梁的受力性能，考察了预应力筋松弛徐变及界面滑移的影响；宗周红[5,6]采用分层板壳单元对预应力组合梁完成非线性分析，并利用实验结果验证了方法的有效性。

1 组合梁单元刚度矩阵推导1.1 假设条件（1）材料均为线弹性，不考虑混凝土开裂，忽略混凝土配置钢筋的影响。

（2）受力时，混凝土板和钢梁为小变形，有相同曲率与挠度，并满足各自平截面假定，不考虑界面掀起效应。

（3）栓钉考虑为交界面上均布抗剪连接，荷载-滑移关系为线性。

（4）体外索与转向块为光滑的点接触，忽略索自重，线形为多折线。

1.2 位移模式本文下标cf、s分别对应混凝土板与界面滑移，钢梁相关变量不含下标。

钢-混组合梁桥施工质量及施工工艺的研究一．立项背景和依据1、研究背景钢-混凝土组合箱梁桥是目前城市桥梁中的一种新型桥梁，该结构形式最早出现于19世纪末20世纪初,经过几代工程师们近百年深人、细致、全面地研究和应用,自20世纪70年代开始快速发展。

这类桥梁充分发挥了钢材与混凝土的材料性能，在我国运用越来越多，具有广阔的应用前景。

与此同时，这类桥梁由于本身特点，在施工过程中往往会出现一些质量问题。

严重影响结构的耐久性和运营安全。

本文以以广吉高速宁都北互通宁都北跨线桥钢混叠合梁为依托，以可能出现的施工质量问题为研究对象。

研究钢-混组合梁施工工艺等关键技术问题。

2、研究目的与意义随着经济的发展，江西省高速公路网的不断建设，必将带动本省经济的发展，同时还可通过公路建设造就出一条条沿线经济增长带，拉动区域经济发展，以达到整个本省经济全面发展的目的。

高速公路建设过程中必将遇到众多桥梁。

将混凝土桥面板与钢箱梁组合成整体共同受力的结构形式，充分发挥了钢材抗拉、混凝土抗压的材料优点。

它具有受力性能好，抗震性能优良，自重轻，施工快速方便、省脚手架和模板，保护环境，不影响下部交通等优点，同时，相比以单一材料的混凝土结构和纯钢结构，组合结构可以在结构的力学性能与经济性之间寻求一个更好的平衡点。

这类桥梁结构轻巧、跨越能力大、施工速度快且不影响交通为主要特点的钢混组合连续梁能最大程度满足建设要求。

比如，在城市立交桥建设中，钢-混组合梁也以其跨越能力大，建筑高度小，抗震性能好以及施工速度快等优点得到了广泛的应用，取得了较好的技术经济效益。

但是由于钢材与混凝土本身的材料特点及组合桥梁的结构特征，在施工过程中会出现一些质量问题。

桥面板的后浇剪力槽孔、纵横向板缝、钢梁焊缝、剪力连接件等部位都易出现问题。

鉴于上述原因导致组合梁桥的质量和安全得不到保证，而且影响交通及行人的身体安全。

严重影响了桥梁的工作性能和使用寿命。

因此，为保证该类桥梁的安全运营，延长其使用寿命。

《结构设计原理》习题解析三、名词解释1．抵抗弯矩图答：抵抗弯矩图是指按实际纵向受⼒钢筋布置情况画出的各截⾯抵抗弯矩，即受弯承载⼒Mu沿构件轴线⽅向的分布图形。

2．混凝⼟收缩答：混凝⼟的凝结和硬化的物理化学过程中体积随时间推移⽽减⼩的现象称为收缩。

3．混凝⼟徐变答：在荷载的长期作⽤下，混凝⼟的变形将随时间⽽增加，亦即在应⼒不变的情况下，混凝⼟的应变随时间继续增长这种现象被称为混凝⼟的徐变。

4．可靠性答：结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能。

5．可靠度答：结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。

6．承载能⼒极限状态答：结构构件达到最⼤承载能⼒或不适于继续承载的变形或变位的状态。

7．正常使⽤极限状态答：结构或结构构件达到正常使⽤或耐久性能的某项限值的状态。

8．剪跨⽐答：剪跨⽐是反映梁内正应⼒σ和剪应⼒τ的相对⽐值。

9．作⽤效应最不利组合答：所有可能的作⽤效应组合中对结构或结构构件产⽣总效应最不利的⼀组作⽤效应组合。

10．深受弯构件答：钢筋混凝⼟深受弯构件是指跨度与其截⾯⾼度之⽐较⼩的梁。

1. 先张法答案：先张拉钢筋，后浇筑构件混凝⼟的⽅法。

先在张拉台座上，按设计规定的拉⼒张拉预应⼒钢筋，并进⾏临时锚固，再浇筑构件混凝⼟，待混凝⼟达到要求强度后，放张，让预应⼒钢筋回缩，通过预应⼒钢筋与混凝⼟之间的粘结作⽤，传递给混凝⼟，使混凝⼟获得预压应⼒。

2. 预应⼒损失答案：由于施⼯因素、材料性能和环境条件等的影响，钢筋中的预应⼒会逐渐减少，这种预应⼒钢筋的预应⼒随着张拉、锚固过程和时间推移⽽降低的现象称为预应⼒损失。

3. 部分预应⼒混凝⼟结构答案：部分预应⼒混凝⼟结构是指构件在作⽤（或荷载）短期效应组合下控制的正截⾯的受拉边缘可出现拉应⼒的预应⼒混凝⼟结构，其预应⼒度⼤于0，⼩于1。

4. ⽆粘结预应⼒混凝⼟梁答案：⽆粘结预应⼒混凝⼟梁是指配置的主筋为⽆粘结预应⼒钢筋的后张法预应⼒混凝⼟梁。

钢-混凝土组合梁2015钢-混凝土组合梁(以下简称组合梁)是在钢结构和混凝土结构基础上发展起来的一种新型梁，通常其肋部采用钢梁，翼板采用混凝土板，两者间用抗剪连接件或开孔钢板连成整体。

抗剪连接件是钢梁与混凝土板共同工作的基础，它沿钢梁与混凝土板的交界面设置。

两种材料按组合梁的形式结合在一起，可以避免各自的缺点，充分发挥两种材料的优势，形成强度高、刚度大、延性好的结构形式。

近几年，钢-混凝土组合梁在我国的应用实践表明，它不仅可以很好地满足结构的功能要求，而且还具有良好的技术经济效益。

钢-混凝土组合梁的特点钢-混凝土组合梁可以广泛的用于建筑结构和桥梁结构等领域。

对比钢梁和钢筋混凝土梁，钢-混凝土组合梁具有以下主要特点：(1)由于混凝土板与钢梁共同工作，可以充分发挥钢材与混凝土材料各自材料特性；另外，钢-混凝土组合梁与钢板梁相比节省钢材约20％-40％，可以降低造价。

(2)增大梁的截面刚度，降低梁的截面高度和建筑高度。

(3)组合梁的混凝土受压翼板增加了梁的侧向刚度，防止了主梁在使用荷载下的扭曲失稳。

(4)降低冲击系数，抗冲击、抗疲劳和抗震性能好。

(5)可以节省施工支模工序和模板，有利于现场施工。

钢-混凝土组合梁发展钢-混凝土组合梁结构是在钢结构和钢筋混凝土结构基础上发展起来的一种新型结构，其与木结构、砌体结构、钢筋混凝土结构和钢结构并列，已经扩展成为第五大结构(组合结构)，它是通过连接件把钢梁和混凝土板连接成整体而共同工作的受弯构件。

在荷载作用下，混凝土板受压而钢梁受拉，充分发挥钢材与混凝土的材料特性，实践表明，它兼顾钢结构和混凝土结构的优点，具有显著的技术经济效益和社会效益，将成为结构体系的重要发展方向之一，作为组合结构体系中重要的横向承重构件的钢-混凝土组合梁在建筑及桥梁结构等领域必将具有广阔的应用前景。

其发展过程大致经历以下四个阶段：1、20世纪20年代--30年代。

萌芽阶段。

钢一混凝土组合梁的研究始于1922年，MackayMH在加拿大Domion桥梁公司进行了两根外包混凝土钢梁试验，同时英国国家物理实验室也进行了外包混凝土钢梁的试验，随后在30年代中期出现了钢梁和混凝土翼板之间的多种抗剪连接构造方法，可以看到处于萌芽阶段的研究主要集中于考虑防火需要的外包混凝土钢梁及实用连接件的研究，而未考虑两者的组合工作效应，这一阶段探索性的研究为后续钢-混凝土组合梁的蓬勃发展奠定了一定的基础。