钢-混凝土组合梁.详解
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一钢—混凝土组合结构概况(一)钢—混凝土组合结构的一般概念组合结构定义:组合结构的种类繁多,从广义上讲,组合结构是指两种或多种不同材料组成一个结构或构件而共同工作的结构(Composite Structure)。
钢—混凝土组合结构是继木结构、砌体结构、钢筋混凝土结构和钢结构之后发展兴起的第五大类结构。
从广义概念上看,钢筋混凝土结构就是具有代表性的组合结构的一种。
组合结构分类:组合结构通常是指钢—混凝土组合结构,其中钢又分为钢筋和型钢,混凝土可以是素混凝土也可以是钢筋混凝土。
国内外常用的钢—混凝土组合结构主要包括以下五大类:(1)压型钢板混凝土组合板;(2)钢—混凝土组合梁;(3)钢骨混凝土结构(也称为型钢混凝土结构或劲性混凝土结构);(4)钢管混凝土结构;(5)外包钢混凝土结构。
(二)钢—混凝土组合结构的发展概况钢—混凝土组合结构这门学科起源于本世纪初期。
于本世纪二十年代进行了一些基础性的研究。
到了五十年代已基本形成独立的学科体系。
至今组合结构在基础理论,应用技术等方面都有很大的发展。
目前钢—混凝土组合结构在高层建筑、桥梁工程等许多土木工程中得到广泛的应用,并取得了较好的经济效益。
在国外,钢—混凝土组合结构最初大量应用于土木工程旨在二次世界大战结束后,当时的欧洲急需恢复战争破坏的房屋和桥梁,工程师们采用了大量的钢—混凝土组合结构,加快了重建的速度,完成了大量的道路桥梁和房屋的重建工程。
1968年日本十胜冲地震以后,发现采用钢—混凝土组合结构修建的房屋,其抗震性能良好,于是钢—混凝土组合结构在日本的高层与超高层中得到迅速发展。
60年代以后世界上许多国家(包括英、美、日、苏、法、德)根据本国的试验研究成果及施工技术条件制定了相应的设计与施工技术规范。
1971年成立了由欧洲国际混凝土委员会(CES)、欧洲钢结构协会(ECCS)、国际预应力联合会(FIP)和国际桥梁及结构工程协会(IABSE)组成的组合结构委员会,多次组织了国际性的组合结构学术讨论会,并于1981年正式颁布了《组合结构》规范。
钢-混凝土组合梁组合楼板试用阶段挠度限值钢-混凝土组合梁(steel-concrete composite beam)是由钢梁和混凝土楼板共同构成的一种结构形式。
由于钢和混凝土在强度和刚度上具有互补的特点,组合梁能够充分发挥两种材料的优势,同时具有较大的承载能力和抗震性能。
然而,在使用过程中,组合楼板的挠度问题可能会对结构的正常使用和安全性产生不良影响,因此有必要对组合楼板试用阶段的挠度限值进行控制。
在实际工程中,组合梁的挠度限值需要考虑多种因素,包括结构设计、使用功能、技术要求等。
一般来说,组合楼板的挠度限值应满足以下几个方面的要求:1. 建筑使用功能要求。
不同类型的建筑有不同的使用功能,对组合楼板的挠度限值也有不同的要求。
例如,对于办公楼、商业中心等对地板平整度要求较高的建筑,挠度限值应相对较小,以保证地板的平整度和使用舒适度。
2. 结构安全要求。
挠度过大可能导致结构的破坏和失稳,因此需要对组合楼板的挠度限值进行合理控制,以确保结构的安全性。
结构安全要求通常由国家相关标准和规范进行规定。
3. 用户需求和舒适性要求。
组合楼板的挠度限值还应考虑用户的需求和舒适性要求。
对于某些用户对舒适性要求较高的建筑,挠度应控制在用户可以接受的范围内。
在试用阶段,组合楼板的挠度限值应根据设计要求和工程实际情况确定,并进行合理控制。
一般来说,可以通过以下方法来控制组合梁的挠度:1. 合理的结构设计。
通过合理布置梁的尺寸、间距和混凝土楼板的厚度等参数,控制组合楼板在设计荷载下的挠度。
2. 采用适当的材料。
选择合适的钢材和混凝土强度等级,以满足组合楼板在试用阶段的挠度限值要求。
3. 合理的施工工艺。
合理控制混凝土浇筑和养护过程中的温度和湿度等因素,以减少混凝土的收缩和收缩带来的变形。
钢-混凝土组合楼板的试用阶段挠度限值应根据建筑使用功能、结构安全要求、用户需求和舒适性要求等多种因素进行合理确定和控制。
通过合理的结构设计、适当的材料选用和施工工艺,可以有效减小组合楼板的挠度,提高结构的安全性和使用性能。
钢与砼组合梁计算钢与混凝土组合梁是一种常用于建筑和桥梁结构中的梁。
它由一块钢板和一块混凝土板组成,这种结构使得梁具有更好的承载能力和抗弯刚度。
以下是钢与混凝土组合梁计算的一般步骤。
1.确定梁的截面形状和尺寸。
根据设计要求和荷载条件,选择合适的梁截面形状,如矩形、T型或箱形梁,并确定梁的净高、有效宽度和厚度。
2.计算混凝土梁的自重。
根据混凝土的密度和梁的净高、有效宽度、厚度来计算混凝土的自重,并与设计荷载进行比较。
3.计算混凝土梁的弯矩承载力。
根据混凝土的弯矩-曲率曲线和挠度极限的要求,计算混凝土组合梁的弯矩承载力,并进行比较。
4.计算钢梁的弯矩承载力。
根据钢材的强度和弯矩-曲率曲线,计算钢梁的弯矩承载力,并进行比较。
5.计算混凝土梁与钢梁的相对刚度。
根据不同材料的弹性模量和惯性矩,计算混凝土梁与钢梁的相对刚度,并进行比较。
6.判断梁的工作状态。
根据设计荷载和比较结果,判断梁在不同工作状态下的安全性和可靠性。
上述步骤仅为一般计算步骤,具体计算过程可能会因设计要求和荷载条件的不同而有所变化。
同时,在计算过程中还需要考虑其他因素,如梁的支座条件、横向荷载效应、动力荷载、温度变形等。
需要注意的是,钢与混凝土组合梁的计算是一个较为复杂的工程问题,需要专业的知识和经验。
因此,在进行钢混凝土组合梁计算时,需要遵循相关的设计规范和标准,并交由专业人士进行计算和审查。
总结起来,钢与混凝土组合梁的计算过程涉及到多个步骤,其中包括梁的截面形状和尺寸的确定、混凝土梁和钢梁的弯矩承载力的计算、相对刚度的比较以及梁的工作状态的判断。
这些步骤需要考虑到设计要求和荷载条件的不同,并且需要遵循相关的设计规范和标准进行计算。
在进行钢与混凝土组合梁计算时,应该委托专业人士进行计算和审查,以确保梁的安全性和可靠性。
浅谈钢-混组合梁结构在大跨度连续梁桥中的应用发布时间:2023-01-29T08:41:55.448Z 来源:《工程建设标准化》2022年第37卷16期作者:姜传杆[导读] 钢-混凝土组合梁是指将钢梁与混凝土桥面板通过抗剪连接件连接成整体并考虑共同受力的桥梁结构形式。
姜传杆南京交通建设管理集团有限公司江苏南京 210000摘要:钢-混凝土组合梁是指将钢梁与混凝土桥面板通过抗剪连接件连接成整体并考虑共同受力的桥梁结构形式。
组合结构桥梁将抗拉性能强的钢材、抗压性能强的混凝土分别合理地用在构件的受拉区及受压区,极大限度地追求高性能和经济性;由于钢、混凝土两种材料的合理组合,组合结构桥梁的力学性能和经济性均好过钢结构桥梁或者混凝土桥梁。
目前国内钢-混凝土组合连续梁桥多应用在25-60m,更大跨度组合梁桥多采用斜拉桥。
在大跨度连续梁桥中由于负弯矩区桥面板受拉的受力特点,目前还未得到大面积应用。
本文将通过南京市绿都大道跨秦淮新河大桥的工程实例,对钢-混凝土组合梁在大跨度连续梁桥中的应用进行研究和探讨。
关键词:钢-混凝土组合梁、大跨度连续梁、粗骨料活性粉末混凝土1钢-混凝土组合梁结构特点组合结构桥梁将抗拉性能强的钢材、抗压性能强的混凝土分别合理地用在构件的受拉区及受压区,钢梁和混凝土板通过抗剪连接件组合成一个整体而共同工作的梁,在荷载作用下,混凝土板主要承受压力,钢梁主要承受拉力,更好地发挥钢和混凝土各自的材质特点,极大限度地追求高性能和经济性。
2钢-混凝土组合梁桥在国内的应用国内桥梁过去多采用钢筋混凝土和预应力混凝土桥以及圬工拱桥等结构形式,对于等级较高、跨度较大的桥梁则选用钢桁桥,近20年为建设大跨度跨线桥及高架桥,可以降低结构高度的钢混组合结构得到了快速发展。
1991年,上海市南浦大桥建造了首座钢混组合梁斜拉桥;1993年北京市国贸桥是首座采用钢-混凝土组合板组合梁的桥梁;2000年,芜湖长江大桥是国内首座钢桁混凝土组合结构;2000年,深圳北站大桥是国内首座组合梁悬吊桥面系的钢管混凝土拱桥;2004年,云南祥临澜沧江大桥是国内首座钢混组合梁悬索桥;2005年,河南省泼河大桥是国内第一座波形钢腹板连续箱梁桥。
1.钢-砼组合梁(1)钢一混凝土组合梁的构成在城市桥梁工程中,钢-混凝土组合梁一般用于大跨径或较大跨径的桥梁结构,目的是减轻结构自重,尽量减少施工对现况交通与周边环境的影响。
①钢-砼组合梁一般由钢梁和钢筋混凝土桥面板两部分组成。
钢梁由工字型截面或槽型截面构成,钢梁之间设横梁(横隔梁),有时在横梁之间还设小纵梁。
钢梁上浇筑预应力钢筋混凝土。
在钢梁与钢筋混凝土板之间设剪力连接件,二者共同工作。
对于连续梁,可在负弯距区施加预应力或通过“强迫位移法”调整负弯距区内力。
②钢-混凝土组合梁施工流程一般为:钢梁预制并焊接剪力连接件→架设钢梁→安装梁(横隔梁)及小纵梁(有时不设小纵梁)→安装预制混凝土板并浇筑接缝混凝土或支搭现浇混凝土桥面板的模板并铺设钢筋→现浇砼→养护→张拉预应力束→拆除临时支架或设施。
③钢梁的架设方法一般在设计时已考虑好,因此钢梁安装应按施工图进行。
(2)安装方法钢梁工地安装,根据跨径大小、河流情况、交通情况和起吊能力选择安装方法。
城区内常用架设方法有以下几种:白行式吊机整孔架设法、门架吊机整孔架设法、支架架设法、缆索吊机拼装架设法、悬臂拼装架设法、拖拉架设法等。
(3)安装前检查①钢梁安装前应对临时支架、支承、吊机等临时结构和钢梁结构本身在不同受力状态下的强度、刚度及稳定性进行验算。
②应对桥台、墩顶顶面高程、中线及各孔跨径进行复测,误差在允许偏差范围内方可安装。
③应按照构件明细表,核对进场的构件、零件,查验产品出厂合格证及材料的质量证明书。
(4)安装要点①钢梁安装过程中,每完成一节段应测量其位置、标高和预拱度,不符合要求应及时调整。
②钢梁杆件工地焊缝连接,应按设计的顺序进行。
无规定时,焊接顺序宜为纵向从跨中向两端、横向从中线向两侧对称进行。
③钢梁采用高强螺栓连接前,应复验摩擦面的抗滑移系数。
高强螺栓连接前,应按出厂批号,每批抽验不小于8套扭矩系数。
穿人孔内应顺畅,不得强行敲人。
穿人方向应全桥一致。
钢混凝土组合梁的概念
钢-混凝土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结构型式。
它主要通过在钢梁和混凝土翼缘板之间设置剪力连接件(栓钉、槽钢、弯筋等),抵抗两者在交界面处的掀起及相对滑移,使之成为一个整体而共同工作。
钢-混凝土组合梁同钢筋混凝土梁相比,可以减轻结构自重,减小地震作用,减小截面尺寸,增加有效使用空间,节省支模工序和模板,缩短施工周期,增加梁的延性等。
同钢梁相比,可以减小用钢量,增大刚度,增加稳定性和整体性,增强结构抗火性和耐久性等。
钢-混组合梁承载力计算原理
钢-混组合梁是由钢和混凝土组合而成的一种梁,通常用于大跨
度建筑或桥梁等工程中。
其承载力计算原理涉及到结构力学和材料
力学等多个方面。
首先,钢-混组合梁的承载力计算原理涉及到梁的受力分析。
在
计算承载力时需要考虑梁的受力情况,包括弯矩、剪力、轴力等。
钢-混组合梁由钢和混凝土组合而成,因此在计算承载力时需要考虑
两种材料的受力情况,以及它们之间的相互作用。
其次,钢-混组合梁的承载力计算原理还涉及到材料的力学性能。
钢材和混凝土材料在受力时具有不同的特性,包括弹性模量、屈服
强度、抗拉强度等。
在计算承载力时需要结合这些材料的力学性能
参数,进行受力分析和计算。
另外,钢-混组合梁的承载力计算原理还包括了设计规范和标准
的要求。
不同的国家和地区都有针对钢-混组合梁设计的相关规范和
标准,这些规范和标准包括了对梁的受力分析、材料力学性能要求、构件尺寸和配筋要求等方面的规定。
在计算承载力时需要符合相应
的设计规范和标准的要求。
综上所述,钢-混组合梁的承载力计算原理涉及到梁的受力分析、材料力学性能以及设计规范和标准的要求。
通过综合考虑这些方面
的因素,可以对钢-混组合梁的承载力进行准确的计算和评估。