傅昶彬课件系列—组合结构第四章 钢-混凝土组合梁(2)

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例题4-2 P63 试按塑性方法验算P60例题4-1中组合梁 的抗弯承载力和抗剪承载力。
4.6 连续组合梁的内力计算
连续组合梁比简支组合梁有更好的经济效益， 当跨度较大（如桥梁结构跨度超过20m）时宜采用。 负弯矩区需配置钢筋，且要重视钢梁下部受压 屈曲问题。
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负弯矩作用下的弹性应力图
4.7.2 负弯矩作用下的弹性承载力验算
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使用
ys
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叠加
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施工
施工
使用
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◆开裂分析法
采用三段刚度方式计算内力，即在距支座15%跨 度的负弯矩区段内，忽略混凝土受力作用，其刚度由 负弯矩钢筋和钢梁提供，正弯矩区段的刚度与简支组 合梁相同，此法适合机算。
◆弯矩调幅法
据《钢规》，负弯矩调幅系数≤0.15，此法适合手 算。
4.6.3 连续组合梁内力塑性计算方法
连续组合梁塑性内力分析是一种极限平衡分析方 法，结构被简化为一系列由塑性铰连接的刚性杆所组 成的破坏机构。 通常塑性铰形成的次序，首先为负弯矩最大的支 座部位，然后是正弯矩最大的跨中。 按这种模型来计算连续组合梁的极限承载力，具 有计算简便、材料强度发挥充分等优点。 但是，按塑性方法设计连续组合梁时，应保证各 控制截面、尤其是负弯矩区具备良好的延性。

• 2.了解组合结构的发展历史及应用情况。
重点：组合结构的类型、特点、制约因素；
难点：各种组合结构的特点； • 3.掌握钢材的常用钢号，压型钢板钢材应符合的性能
要求，常用钢材的物理性能，了解组合结构中的混凝 土构件采用的钢筋级别和强度指标。 • 4.掌握混凝土的强度等级和强度设计值，了解普通混 凝土和高强混凝土的应力－应变曲线的特点。
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• 5.理解结构连接的常用三种方法，焊接连接、螺栓连接和 抗剪连接件。
• 6.理解极限状态设计法的设计表达式，承载力极限状态和 正常使用极限状态的设计表达式。组合结构应该满足要求。
• 7.了解常用的钢－混凝土组合板的概念和种类；理解各自 的优缺点，应用范围及现状；
• 8.了解压型钢板组合板的材料规格和组合方法，理解受力 特点，熟练掌握压型钢板与混凝土组合板的设计原则；组 合板两个阶段的荷载，内力分析，组合板极限状态验算的 公式和截面。熟练掌握组合板正截面受弯承载力的计算， 掌握组合板的斜截面受剪承载力，受冲切承载力，叠合面 的受剪承载力验算。掌握组合板的挠度验算。了解压型钢 板组合板的构造要求。
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• 15.了解组合梁的基本ห้องสมุดไป่ตู้念和分类，理解组合梁的受 弯特点，
• 16.了解组合梁的稳定性分析，整体稳定和局部稳 定。
• 17.掌握简支组合梁的弹性设计方法：了解组合梁的 截面尺寸的一般要求和规定，掌握内力计算的基本假 定，掌握计算内力时需考虑的因素，理解混凝土翼板 计算宽度和截面惯性矩的确定，掌握截面应力计算。 掌握计算实例。
• 39.掌握钢管混凝土结构的基本概念及特点：掌握 钢管混凝土结构的力学特性，了解混凝土，尤其 是高强混凝土的材料特性，混凝土在三向应力下 的强度；

钢筋混凝土组合结构
第一节 钢-混凝土组合结构概论
预制钢筋混凝土板组合楼盖
其连接构造如图1.1.2所示，预制混凝土板支承于钢梁上。为了抵抗 混凝土板和钢梁之间的纵向剪力，在钢梁上应焊有抗剪连接件， 在板的边缘应有槽口以便连接件穿过，用细石混凝土浇灌槽口与 板间缝隙，并采取措施保证板与钢梁以及板与板之间的可靠连接。 这类组合楼盖的缺点是传递水平力的能力较差，楼板施工时影响 钢结构的吊装。
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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。
二. 完全抗剪连接和部分抗剪连接
三.压型钢板-混凝土组合板的优点
➢ 非组合板。若仅考虑把压型钢板作为浇注混凝土时的永久性模板使用， 则压型钢板只需要满足施工阶段的承载力和变形要求。施工完成后，全 部使用荷载由混凝土板承受。其设计方法与钢筋混凝土板相同，对压型 钢板的截面构造也无特殊要求。
➢ 组合板。若压型钢板除在施工阶段作为模板使用外，在使用阶段还作为 混凝土板的受力钢筋或部分受力钢筋，与混凝土共同工作承担使用荷载。 此时，为保证混凝土与压型钢板的共同工作，在压型钢板表面需设置抗 剪齿槽或者采取开孔洞、焊接短钢筋、横向钢筋等措施，以抵抗交界面 的纵向剪力和竖向揿起力。此外，还要考虑对板的防火性能和耐久性能 的要求。常见的压型钢板和混凝土的组合形式见图。
筋的配筋率不小于0.002，其截断点距支承边的长度不小于l/4（l为板的跨 度），且每米不少于5根。
➢ 悬臂板和连续板的支座负弯矩区段应配置纵向受拉钢筋，其计算与一般 钢筋混凝土板相同，但要考虑截面中由于压型钢板有波槽在受压区所形成 的缺口。受压区钢板的受压屈曲，计算时忽略不计。

施工阶段
4.4.2 组合梁抗弯承载力计算 ◆使用阶段
使用阶段 恒载引起
按上 图推 导的 验算 公式
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M g1 Is M g1 Is
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M q 1 q I1

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I1
使用阶段 活载引起
u1
hc
M g2 q M q I2
yu2 hc
实际应力分布
有效宽度
4.3混凝土翼缘有效宽度 4.3.1问题的提出
以实际压力与等效压 力相等为原则确定有效宽 度,等效压应力取fc。
有效宽度定义
4.3.2 有效宽度计算方法
有效宽度与结构几何尺寸、受荷载类型、约束 条件、截面特征、受力阶段等多种因素有关。
简支梁间距、荷载、跨度等对有效宽度的影响
4.3.2 有效宽度计算方法
4.4.2 组合梁抗弯承载力计算 ◆施工阶段
当不设置支撑时，由钢梁承担施工阶段的全部 荷载，需作应力验算。 当跨内设置不少于三个支撑时，可不作该阶段 钢梁应力验算。 钢梁和混凝土板引起
只当荷载
施工活载引起
钢梁上翼缘 M g 1 M qc su y su f Is 钢梁下翼缘 M g 1 M qc hs y su f f c
4.4.3 组合梁抗剪承载力验算
组合梁的应力受加载方式的影响，截面最大剪应 力的位置不宜确定，偏安全简化处理，将各阶段的最 大剪应力进行叠加。 施工阶段的钢梁最大剪应力位置可以取腹板的中 间高度处。 使用阶段。当换算截面中和轴位于钢梁腹板内时， 钢梁的最大剪应力验算点可取换算截面的中和轴处， 混凝土翼板的剪应力验算点取混凝土与钢梁上翼缘连 接处或板托截面最窄处；当换算截面中和轴位于钢梁 腹板之外时，钢梁的最大剪应力验算点取钢梁腹板的 上边缘处，混凝土翼板的剪应力验算点则取换算截面 中和轴处或板托截面最窄处。 s s 由截 面材 料换 算有 c c E E