组合梁抗剪连接件设计

课程作业课程名称：钢-混凝土组合结构桥梁院系：土木工程学院专业：建筑与土木工程2014 年 4 月1.概念钢--混凝土组合梁是继钢梁与混凝土梁之后出现的一种相对较新的结构形式, 目前在国内建筑、桥梁和井架等工程中的应用日益广泛。

组合梁中的剪力连接件的主要作用是承受钢梁和混凝土翼板之间的纵向剪力, 从而保证组合梁作为一个整体构件受力的关键部件,钢—混凝土组合梁是通过抗剪连接件将钢梁和混凝土板连成整体而共同工作的抗弯构件。

剪力连接件是钢- 混凝土组合梁的关键部件, 剪力键作为钢-混凝土组合结构中的关键传力部件，能将钢材和混凝土两种不同性质的材料连接成受力整体，发挥各自的优点，改善结构的力学性能。

其主要作用有两个: 一是用来承受并传递钢梁与混凝土板间的纵向剪力; 二是用来抵抗混凝土板与钢梁之间的掀起作用。

因此，剪切连接件设计和施焊的好坏直接决定着组合梁的质量和效果。

2.分类2.1按连接件刚性与柔性的分类按组合梁钢梁与混凝土组合的强与弱, 剪力连接件一般分为柔性连接件和刚性连接件两种,前者在极限状态时既限制钢梁与混凝土板之间的相对滑移, 又允许有一定的相对滑移值; 而后者完全不允许有相对滑移值。

常见的刚性连接件如图1所示。

这种连接刚度大, 在连接件周围混凝土中引起较高的应力集中。

在保证钢梁与连接件焊接强度的前提下, 连接件承载力极限状态是以连接件之间的混凝土的剪切破坏或连接件前混凝土的局压破坏为标志的。

图1刚性连接件常见的柔性连接件的形式如图2所示(箭头表示受力方向)。

由于连接件的抗弯刚度相对较小,纵向剪力会使连接件变形, 试验表明, 组合梁试件破坏是由于跨中截面混凝土翼缘上表面达到了极限压应变, 而连接件仍有抗剪能力。

图2柔性连接件最近还出现了使用粘接剂(如环氧树脂类)连接的方法, 将钢与混凝土直接粘接在一起。

这种连接多用于组合板中, 对于受力较大的组合梁通常配合高强螺栓的使用, 如图3。

图3采用粘接剂的组合板2.2按剪力隹接件的结构特点分类2.2.1栓钉连接件栓钉连接件由于其受力性能好，施工方便，可靠性高，因此目前成为国内外运用最广泛的剪力建接件形式，它的作用首先是抵抗钢和混凝土界面处的水平剪力，防止二者之同的相对水平滑移；其次它的大圆头起到限制混凝土构件和钢构件之间分高的作用。

钢混结合梁结合部设计摘要：钢混结合梁跨越能力强，有较强的竞争力，在大跨度桥梁工程中正得到越来越广泛的应用。

钢混结合梁结合部是钢结构和混凝土结构梁体之间的连接节点，合理的刚度过渡设计是保证梁体内力顺畅传递的关键所在。

本文结合深圳华为荔枝园员工宿舍项目人行天桥工程，介绍了结合梁结构在人行天桥中的应用, 并对钢混结合梁结合部的细部设计及施工方法进行了一些探讨。

关键词：工程概况、结合部、结构、设计钢混结合梁结构是指梁结构沿梁的长度方向由两种不同材料组成, 主跨梁体为钢结构梁,边跨( 或伸入主跨一部分)的梁体为混凝土或预应力混凝土梁。

结合梁桥由于其主跨采用钢梁,所以具有跨越能力大的优点；而边跨采用混凝土梁,从而起到了很好的锚固作用且兼有可降低建桥成本的特点。

但是钢结构梁和混凝土结构梁的刚度差别较大, 连接部位容易出现应力集中、折角等构造上的弱点。

因此钢混结合梁结合部的处理在结合梁桥梁的设计和施工中尤为重要。

一、工程概况华为荔枝园员工宿舍天桥项目位于深圳龙岗坂雪岗工业区，横跨环城东路，仅为华为员工往来两地块间使用，原则上不考虑社会人流的穿行。

天桥桥跨布置为（5.17+24+64+22+3.37）m，总长度118.54m，为三跨连续梁，两端分别悬出5.17m和3.37m。

从桥梁景观方面考虑，天桥中跨采用64m大跨，主跨桥墩采用大体量椭圆形桥墩，其中，1号墩设置长悬臂斜塔和装饰性斜拉索。

天桥桥型立面图如下所示：天桥桥型立面图（单位：mm）二、桥梁设计特点为满足业主对于桥梁造型方面的要求，斜塔倾斜方向与拉索拉力方向相同，所以，即便斜拉索只是拉力很小的装饰索，但索塔根部仍然在自重和拉索拉力的共同作用下产生了巨大弯矩，斜塔受力更接近悬臂梁。

桥跨布置比例也并不协调，边中跨比仅约0.3。

桥梁极限状态设计基本组合弯矩包络图（kN.m）由于上述原因，桥梁结构方案设计将斜拉塔和中跨跨中段主梁设计成钢箱梁，塔座和边跨主梁则采用预应力钢筋混凝土结构。

第七章组合结构1.组合结构的优点：高承载力和刚度；良好的延性和韧性，以及较好的阻尼特性；抗火性能；良好的施工性能。

缺点：需要进行抗剪连接设计，设计计算起来更复杂压型钢板－混凝土组合板优点：无需模板，并可作为施工平台；施工时间短压型钢板的作用相当于抗拉主筋；压型钢板可以叠放在一起，便于运输；整体重量减轻，节约基础费用可提供平整顶棚表面组合梁优点：节约钢材；降低梁高；增强刚度；增强梁的承载力降低冲击系数（铁路、公路桥梁）抗震性能好；改善疲劳性能；局压稳定性好；使用寿命长型钢混凝土组合结构优点：承载力高、构件截面小、可降低结构层高减少模板工作量，缩短工期结构延性好、抗震性能优良耐久性和防火性能优于纯钢结构钢管混凝土组合结构优点：钢管砼柱的抗压和抗剪承载力高；钢管砼柱截面小，扩大了建筑物的使用空间和面积；柱子截面减小，自重减小，有利于结构抗震；钢管砼柱自重减少，减轻了地基承受的荷载，相应降低了地基基础造价；施工快捷；耐火性优；钢管砼具有的核心混凝土三向受压特性，利于利用高强混凝土。

外包钢混凝土组合结构优点：结构构造简单，连接方便，使用灵活，用于一般工业厂房框架和排架结构；角钢对混凝土有约束作用，有利于提高抗剪承载力和延性性能。

2.共同工作的机理：组合结构中钢材和混凝土材料的共同工作机理，是由两者之间的粘结力、抗剪连接件及钢材对混凝土的约束作用实现；型钢混凝土结构的共同工作则主要是依靠箍筋的约束作用和抗剪连接件；钢管混凝土结构主要依靠钢管和混凝土的相互约束、层间横隔板等。

3.组合楼板的纵向剪力设计值（简支支座）V u=bd p(mA pbL S+kf t)b：组合板计算宽度d p：组合板有效高度，为截面受压区边缘到压型钢板形心的距离m：回归直线的斜率k：回归直线的截距A p：计算宽度b内压型钢板的截面面积L S：剪跨，集中荷载到支座的距离，均布荷载取L/4f t：混凝土抗拉强度设计值试验回归公式：γs：1.25相关例题：4.组合梁的抗剪连接设计（弹性设计方法应该不会考）5.连续组合梁的内力重分布不知道考点是啥……6.抗剪连接件受力分布图栓钉连接件的承压应力在底部最大，沿高度逐渐减小，当接近顶部时承压应力开始反向。