《鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)部分1共計(jì)354 xPPT課件》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)部分1共計(jì)354 xPPT課件（177頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 1. 趙鴻鐵著，鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)，科學(xué)出版社，北京，2001 2. 聶建國(guó)等，鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，北京，2005 3. 薛建陽(yáng)主編，鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)，華中科技大學(xué)出版社，武漢，2007 4. Johnson R P, Composite Structures of Steel and Concrete, OXFORD: Blackwell Scientific Publications, 1995 參考書目教材 趙鴻鐵主編，組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理，高等教育出版社，北京，2005 第1頁(yè)/共177頁(yè)第2頁(yè)/共177頁(yè)第3頁(yè)/共177頁(yè)第4頁(yè)/共177頁(yè)第5頁(yè)/共177頁(yè)第一章

2、緒論：國(guó)內(nèi)外組合結(jié)構(gòu)研究與應(yīng)用的發(fā)展與現(xiàn)狀第二章 鋼與混凝土的連接與組合第三章 壓型鋼板與混凝土組合板 第四章 鋼與混凝土組合梁第五章 型鋼混凝土結(jié)構(gòu) 第六章 鋼管混凝土柱第七章 混合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概論第6頁(yè)/共177頁(yè)第一章緒論1.1 組合結(jié)構(gòu)的類型及特點(diǎn)組合結(jié)構(gòu)的類型及特點(diǎn) 兩種不同性質(zhì)的材料組合成整體共同工作的構(gòu)件稱為組合構(gòu)件。由組合構(gòu)件可組成組合結(jié)構(gòu)。 50多年來(lái)組合結(jié)構(gòu)的研究與應(yīng)用得到迅速發(fā)展，至今已成為一種公認(rèn)的新的結(jié)構(gòu)體系。其與傳統(tǒng)的四大結(jié)構(gòu)，即鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)并列，已擴(kuò)展成為五大結(jié)構(gòu)。 鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)依照鋼材形式與配鋼方式不同又有多種類型，并且一些新的結(jié)構(gòu)

3、形式仍在不斷出現(xiàn)。目前研究較為成熟與應(yīng)用較多的主要有下列各種鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)。第7頁(yè)/共177頁(yè)1.1.壓型鋼板與混凝土組合板壓型鋼板與混凝土組合板 在壓成各種形式的凹凸肋與各種形式槽紋的鋼板上澆注混凝土而制成的組合板，依靠凹凸肋及不同的槽紋使鋼板與混凝土組合在一起。 在與混凝土共同工作性能較差的壓型鋼板上可焊接附加鋼筋或栓釘，以保證鋼材與混凝土的完全組合作用。 特點(diǎn)：利用混凝土造價(jià)低、抗壓強(qiáng)度高、剛度大等特點(diǎn)作為板的受壓區(qū)，而受拉性能好的鋼材放在受拉區(qū)，代替板中受拉鋼筋，使得兩種材料合理受力，各得其所，都能發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)。其突出的優(yōu)點(diǎn)還在于壓型鋼板在施工時(shí)先行安裝，可作為澆注混凝土的模板及

4、施工平臺(tái)。第8頁(yè)/共177頁(yè)壓型鋼板與混凝土組合板的形式第9頁(yè)/共177頁(yè)2.2.鋼與混凝土組合梁鋼與混凝土組合梁 將鋼梁與混凝土板組合在一起形成組合梁?；炷涟蹇梢允乾F(xiàn)澆混凝土板，也可以是預(yù)制混凝土板、壓型鋼板混凝土組合板或預(yù)應(yīng)力混凝土板。鋼梁可以用軋制或焊接鋼梁。 鋼梁形式有工字鋼、槽鋼或箱形鋼梁。混凝土板與鋼梁之間用剪切連接件連接，使混凝土板作為梁的翼緣與鋼梁組合在一起，整體共同作用形成組合T T形梁。 特點(diǎn)：使混凝土受壓，鋼梁主要是受拉與受剪，受力合理強(qiáng)度與剛度顯著提高，充分利用了混凝土的有利作用。并且由于側(cè)向剛度大的混凝土板與鋼梁組合連接在一起，很大程度上比避免了鋼結(jié)構(gòu)容易發(fā)生整體失

5、穩(wěn)與局部失穩(wěn)的弱點(diǎn)。第10頁(yè)/共177頁(yè)帶板托的組合梁無(wú)板托的組合梁組合梁的形式第11頁(yè)/共177頁(yè)3.3.型鋼混凝土結(jié)構(gòu)型鋼混凝土結(jié)構(gòu) 型鋼混凝土結(jié)構(gòu)是在混凝土中主要配置軋制或焊制型鋼。 特點(diǎn)：在混凝土中配置的是型鋼，這些型鋼可以是軋制的也可以是焊接的。一般在大型建筑中經(jīng)常配置焊接型鋼，可以根據(jù)構(gòu)件截面大小、受力特點(diǎn)，考慮到受力的合理性，靈活的選擇焊接型鋼各個(gè)板件寬度與厚度。型鋼混凝土結(jié)構(gòu)不僅強(qiáng)度、剛度明顯增加，而且延性獲得很大的提高，從而成為一種抗震性能很好的結(jié)構(gòu)，所有尤其適用于地震區(qū)。比起鋼結(jié)構(gòu)建筑，采用型鋼混凝土結(jié)構(gòu)節(jié)省了大量鋼材，降低了造價(jià)，而且避免了鋼結(jié)構(gòu)建筑防銹、防腐蝕、防火性能

6、差，需要經(jīng)常性維護(hù)等弱點(diǎn)。第12頁(yè)/共177頁(yè)型鋼混凝土構(gòu)件截面形式第13頁(yè)/共177頁(yè)4.4.鋼管混凝土柱鋼管混凝土柱 鋼管混凝土柱可分為（圓）鋼管混凝土柱和方鋼管混凝土柱。一般在鋼管中澆注混凝土，并不另配鋼筋。 （1 1）圓鋼管混凝土柱的特點(diǎn)：利用鋼管約束混凝土，將混凝土由單向受壓轉(zhuǎn)變?yōu)槿蚴軌?。鋼管混凝土結(jié)構(gòu)充分發(fā)揮混凝土和鋼材各自的優(yōu)點(diǎn)，避免了鋼材特別是薄壁鋼材容易失穩(wěn)的缺點(diǎn)，所以受力合理，大大節(jié)省材料由于其是圓形截面，而且斷面高度較小，所以在受彎矩作用時(shí)顯然并無(wú)優(yōu)越可言，而且是不利的，因此常常將其作為高層建筑中的下面數(shù)層的柱是最合適的。圓鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的最大弱點(diǎn)是圓形截面的柱與矩形截

7、面的梁連接比較復(fù)雜，是推廣圓鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的一大障礙。第14頁(yè)/共177頁(yè)圓鋼管混凝土方鋼管混凝土矩形鋼管混凝土鋼管混凝土截面形式第15頁(yè)/共177頁(yè) (2)(2)方鋼管混凝土柱的特點(diǎn)：克服了圓鋼管混凝土柱的一些缺點(diǎn)?？梢杂米髌氖軌褐课莸耐庥^較好；連接面為平面，節(jié)點(diǎn)構(gòu)造比較簡(jiǎn)單；方鋼管構(gòu)成封閉截面，自身剛度較大；由于鋼材都分布于截面外邊，抗彎承載力較高；鋼板為連續(xù)配置，提高了對(duì)混凝土的約束作用，故構(gòu)件的延性比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)明顯提高；省去模板，方便施工。第16頁(yè)/共177頁(yè)鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)形式第17頁(yè)/共177頁(yè)圓空夾層鋼管混凝土截面形式第18頁(yè)/共177頁(yè)1.2 組合結(jié)構(gòu)的發(fā)展與應(yīng)用組合結(jié)

8、構(gòu)的發(fā)展與應(yīng)用 由于組合結(jié)構(gòu)的一系列優(yōu)點(diǎn)，所以歐美國(guó)家及日本等國(guó)在20世紀(jì)初即開(kāi)始應(yīng)用。 壓型鋼板混凝土組合樓板開(kāi)始應(yīng)用于歐美國(guó)家。組合板的設(shè)計(jì)計(jì)算的關(guān)鍵問(wèn)題是解決壓型鋼板與混凝土的組合剪切計(jì)算。美國(guó)的Porter 和Ekberg教授等首先在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出了組合面縱向剪切承載能力的計(jì)算方法，使得組合板的設(shè)計(jì)計(jì)算理論推進(jìn)一步，并逐步推廣到世界其他國(guó)家。冶金部建筑研究總院在對(duì)大量國(guó)產(chǎn)壓型鋼板組合板實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，提出了我國(guó)自己的計(jì)算公式。 第19頁(yè)/共177頁(yè) 我國(guó)從20世紀(jì)50年代開(kāi)始，首先在橋梁結(jié)構(gòu)中應(yīng)用了組合梁，并進(jìn)行過(guò)少量實(shí)驗(yàn)。組合梁的計(jì)算與應(yīng)用中的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是連接問(wèn)題。美國(guó)、英國(guó)

9、等首先用推出實(shí)驗(yàn)得出剪切連接件強(qiáng)度計(jì)算公式，并納入英國(guó)規(guī)范CP110；我國(guó)的鄭州工學(xué)院、哈爾濱建工學(xué)院、清華大學(xué)等先后開(kāi)展了研究工作。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GBJ17-88)首次將組合梁的設(shè)計(jì)方法納入規(guī)范。 關(guān)于型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的計(jì)算理論，國(guó)際上主要有三種類型：歐美的計(jì)算理論基于鋼結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法，考慮混凝土的作用，在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上將實(shí)驗(yàn)曲線進(jìn)行修正，突出反映在組合柱的計(jì)算上。前蘇聯(lián)關(guān)于型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的計(jì)算理論是基于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法，認(rèn)為型鋼與混凝土是完全共同作用的，因此實(shí)驗(yàn)證明前蘇聯(lián)計(jì)算方法在某些方面偏于不安全。第三種類型是日本建立在疊加理論基礎(chǔ)上的方法，認(rèn)為型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的承載能力是型鋼與混凝土

10、兩者承載力的疊加。比較證明，日本的計(jì)算方法偏于安全。第20頁(yè)/共177頁(yè) 我國(guó)在型鋼混凝土結(jié)構(gòu)方面的研究與應(yīng)用始于20世紀(jì)80年代初。西安建筑科技大學(xué)、冶金部建筑研究總院等科研單位最早對(duì)其進(jìn)行研究，并于1989年提出了型鋼混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)建議。1997年主要參考日本規(guī)程，原冶金部頒發(fā)了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程（YB9082-97)；2001年又根據(jù)我國(guó)的研究成果和和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，由建設(shè)部頒布了型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ 138-2001）。 早在1879年英國(guó)就在鐵路橋的建設(shè)中應(yīng)用了鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，隨后，美國(guó)、法國(guó)、前蘇聯(lián)和日本等相繼將鋼管混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用于房屋中，尤其是超高層結(jié)構(gòu)。我國(guó)

11、自20世紀(jì)60年代開(kāi)始引入鋼管混凝土柱，并廣泛應(yīng)用于工業(yè)廠房、高爐和鍋爐支架、輸（變）電塔架、公路和城市橋梁、以及高層建筑中。原中科院哈爾濱土建研究所、哈爾濱建工學(xué)院、中國(guó)建筑科學(xué)研究院等單位先后開(kāi)展了較為系統(tǒng)的研究工作。 第21頁(yè)/共177頁(yè) 我國(guó)至今尚無(wú)一部完整的關(guān)于組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的國(guó)家規(guī)范。但是近幾十年，特別近20年來(lái)在大量學(xué)者的研究成果與應(yīng)用基礎(chǔ)上，各部制訂了一些專項(xiàng)規(guī)程。這些規(guī)程的頒發(fā)，一方面推動(dòng)了組合結(jié)構(gòu)在我國(guó)的推廣應(yīng)用，另一方面也說(shuō)明了目前工程界急切需要一部完整的統(tǒng)一的組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，可供設(shè)計(jì)遵循。這部規(guī)范應(yīng)當(dāng)主要建立在我國(guó)自己研究成果的基礎(chǔ)上，比較成熟、完善，又適合我國(guó)國(guó)情的規(guī)

12、范，它應(yīng)該是我們工程界的研究、設(shè)計(jì)、施工人員及有關(guān)學(xué)者共同完成的一項(xiàng)有意義的任務(wù)。 第22頁(yè)/共177頁(yè) 第二章 鋼與混凝土的連接與組合連接與組合 2.1 2.1 概述 前已述所謂組合構(gòu)件、組合結(jié)構(gòu)，是兩種或兩種以上的材料組合在一起，共同工作的構(gòu)件或結(jié)構(gòu)。組合構(gòu)件的關(guān)鍵是“組合”，必須是組合在一起共同工作的構(gòu)件才是組合構(gòu)件。 舉一簡(jiǎn)單例子。若兩個(gè)梁無(wú)結(jié)合疊合在一起，受力及變形情況如圖2.1，根據(jù)材料力公式可得：最大正應(yīng)力：最大剪應(yīng)力：最大撓度：2232maxmax8312216bhqlbhhqlIMybhqlbhqlbhV83142323max34344645122384523845Ebhql

13、bhElqEIlqf第23頁(yè)/共177頁(yè)qAbhhL/2L/2maxmax圖圖2.1 非組合梁非組合梁maxmax第24頁(yè)/共177頁(yè)如果上下兩梁完全組合在一起，按下圖受力及變形qAbhhL/2L/2圖圖2.2 組合梁組合梁maxmax第25頁(yè)/共177頁(yè)按材料力學(xué)公式求得：梁上下纖維的最大正應(yīng)力（跨中）梁的支座處最大剪應(yīng)力最大撓度（跨中）完全組合的梁與兩者簡(jiǎn)單疊合（未組合）的梁相比：正應(yīng)力：由 減小一半2max81qlM2232maxmax16312)2(8bhqlhbhqlIMyqlV21bhqlhbqlhbV83)2(2123)2(23max34344256512)2(38453845E

14、bhqlhbEqlEIqlf2283bhql22163bhql第26頁(yè)/共177頁(yè)剪應(yīng)力：由 兩者相等， 不過(guò)并非h/2h/2處而是兩梁交界面處。撓度：由 減為1/41/4，大大減小。這是因?yàn)榻M合以后的慣性矩由原來(lái)的增大為： 增大了4 4倍。另外，“組合”還有另一種意義。如下圖2.3 所示兩個(gè)剛度不同的梁簡(jiǎn)單疊合后受力，則由于剛度差。（例如 比 大得多。因?yàn)槭莾煞N不同材料與不同截面高度的梁的疊合）bhql83bhql83342565Ebhql34645Ebhql33611212bhbhI3332)2(121bhhbIABEI)(CDEI)(第27頁(yè)/共177頁(yè)圖圖2.3 組合梁中的組合梁中的“

15、掀起力掀起力”若 ，則上梁ABAB的撓度比下梁CDCD少得多，使上下梁就產(chǎn)生分離，似乎有一種“掀起力”。因此要達(dá)到完全組合，界面上發(fā)生共同變形不僅要克服界面上的縱向剪力，彼此縱向滑移，而且要克服掀起力，阻止兩者上下分離。CDABEIEI)()(第28頁(yè)/共177頁(yè) 2.2 2.2 連接方式連接方式 組合構(gòu)件中混凝土與鋼連接應(yīng)視構(gòu)件的形式與受力性能采取不同的方式。 對(duì)于不同的組合構(gòu)件，對(duì)組合作用有不同要求。因而有不同形式。本章主要是講用于組合梁中的剪切連接件。 鋼混凝土組合板主要是靠壓型鋼板壓制成凸凹的縱肋與槽口，槽紋起到混凝土與壓型鋼板的連接作用。壓型鋼板壓成縱肋，不僅增強(qiáng)粘結(jié)作用，又大大提高

16、了鋼板的剛度，使其可以作為模板而不加支撐（或只設(shè)少量支撐）圖圖2.4 槽口槽紋的不同形式槽口槽紋的不同形式各種槽口槽紋的壓型鋼板型式見(jiàn)P35圖圖第29頁(yè)/共177頁(yè)組合梁上的剪力件分兩類：1.1.柔性剪力件一般為帶頭栓釘，如圖2.5.2.5.2.2.剛性剪力件柔性剪力件，雖然能抵抗縱向剪力及掀起力，但是由于其剛度較小，在縱向剪力作用下，由于栓釘桿的變形，引起被連接兩部件在界面上的滑移。對(duì)于一些需要嚴(yán)格控制滑移的構(gòu)件，可采用剛性連接件。剛性連接件由方鋼、丁字鋼、槽鋼或馬蹄形鋼來(lái)制作。為了有效抵抗掀起力，一般在其上焊接“U U”形鋼筋或帶鉤斜筋。如圖2.6所示。圖圖2.5 帶頭栓釘帶頭栓釘?shù)?0頁(yè)

17、/共177頁(yè)圖圖 剪切連接件剪切連接件2.6第31頁(yè)/共177頁(yè)2.3 2.3 剪切連接件的實(shí)驗(yàn)研究剪切連接件的實(shí)驗(yàn)研究 連接件的強(qiáng)度與荷載- -滑移關(guān)系和組合構(gòu)件的設(shè)計(jì)密切相關(guān)。連接件的強(qiáng)度與荷載滑移曲線一般可用推出實(shí)驗(yàn)直接測(cè)得。標(biāo)準(zhǔn)試件的尺寸與型鋼截面的要求見(jiàn)圖2.72.7。圖圖2.7 推出試驗(yàn)的試件形式尺寸推出試驗(yàn)的試件形式尺寸第32頁(yè)/共177頁(yè) 剪力件的極限強(qiáng)度與混凝土強(qiáng)度、栓釘直徑、栓釘材料的強(qiáng)度等因素有關(guān)。 栓釘?shù)闹睆蕉矣绊懙浇M合結(jié)構(gòu)的破壞形態(tài)，直徑大的栓釘，達(dá)到最大破壞荷載時(shí)可能是由于栓釘周圍混凝土的破壞；而直徑小的栓釘，一般是由于栓釘?shù)募羟衅茐?。兩種破壞形態(tài)的界限大致為直徑

18、16mm19mm，并與混凝土強(qiáng)度有關(guān)。 確定連接件強(qiáng)度的一種方法是至少做相同的10個(gè)試件，測(cè)得它們的極限荷載，然后取概率曲線上的0.05分位值作為連接件的極限荷載Pu。剪力件的設(shè)計(jì)承載能力按下式計(jì)算： (2.1)(2.1)式中， 為連接件材料的設(shè)計(jì)強(qiáng)度； 為連接件材料的實(shí)際屈服應(yīng)力； 為連接件的剪切極限荷載； 為連接件的抗剪設(shè)計(jì)承載能力。uyycVPf80N. yfyuPcVN第33頁(yè)/共177頁(yè) 表2.1給出了幾種規(guī)格的栓釘，在不同混凝土強(qiáng)度等級(jí)下的靜力強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果。 表2.1 帶頭栓釘靜力強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)結(jié)果帶頭栓釘帶頭栓釘 混凝土立方強(qiáng)度混凝土立方強(qiáng)度直徑直徑（mm）長(zhǎng)度長(zhǎng)度（mm）203040

19、50251001391541681831910090100109119136542475257)/(2mmNfc第34頁(yè)/共177頁(yè)2.4 2.4 剪切連接件的承載能力計(jì)算剪切連接件的承載能力計(jì)算 根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，并考慮滿足可靠指標(biāo)的要求，一個(gè)帶頭栓釘僅受縱 向剪力的剪切承載能力可按下式計(jì)算 當(dāng) 時(shí)， （2.2） 當(dāng) 時(shí)， （2.3） 當(dāng) 在3.04.2之間，可用線性插入法確定。 h栓釘全長(zhǎng)； d栓釘桿直徑； 栓釘桿截面積； 混凝土軸心抗壓強(qiáng)度； 混凝土彈性模量； 栓釘材料抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度. 表2.2給出了相應(yīng)于常用混凝土強(qiáng)度等級(jí)、多種規(guī)格栓釘?shù)目辜舫休d力1.一無(wú)頭栓釘剪力連接件的承載力一無(wú)頭栓釘剪

20、力連接件的承載力如果栓釘?shù)目拱瘟Φ玫娇煽勘ＷC,亦可用無(wú)頭栓釘,其承載力可按上述(2.2)、(2.3)式計(jì)算,并參考表2.2。2 . 4dhfAEfANsccscV7 . 043. 00 . 3dhfAEfANsccscV7 . 033. 0dh/sAcfcEf第35頁(yè)/共177頁(yè)57.2130.1109.682.5380.12042.797.081.861.6283.51930.368.858.043.7201.11620.045.438.328.8132.71311.826.922.61778.5107.617.214.510.950.380.7C40C30C20栓釘承載力(kN)栓釘承載力

21、(kN)0.43 /截面面積(mm)直徑(mm)表2.2 一個(gè)帶頭栓釘?shù)目辜舫休d力sAccEfsAf第36頁(yè)/共177頁(yè)2 2. .承受拉力作用的帶頭栓釘連接件承受拉力作用的帶頭栓釘連接件 應(yīng)驗(yàn)算抗拉錨固能力 （2.42.4） 為栓釘連接件的抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度；C為系數(shù),普通混凝土取3.0,輕混凝土取2.5; Csp為與連接件間距有關(guān)的折減系數(shù) （2.52.5） 為連接件間距。當(dāng)縱向與橫向間距均小于2h2h時(shí)，應(yīng)進(jìn)一步折減，并由試驗(yàn)確定。如帶頭栓釘同時(shí)受拉、剪復(fù)合作用，應(yīng)考慮其不利組合。按下式驗(yàn)算： （2.62.6）P P為栓釘承受的實(shí)際剪力； 為存在拉力情況下栓釘?shù)募羟性O(shè)計(jì)強(qiáng)度；T T為栓釘承受的

22、實(shí)際拉力； 為存在剪力作用下的栓釘抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度。如果考慮栓釘受拉后，栓釘所能承受的剪力如果考慮栓釘受拉后，栓釘所能承受的剪力P減小不超過(guò)減小不超過(guò)10%，則可以，則可以忽略拉力的影響忽略拉力的影響。fAfhCCTscspf214121hlCspspfTspl13535fVTTPPVPfT第37頁(yè)/共177頁(yè)3.3.帶頭栓釘在交變荷載作用下的承載力帶頭栓釘在交變荷載作用下的承載力 （2.72.7） 為在一定剪應(yīng)力變化幅值范圍內(nèi)循環(huán)次數(shù)； 為對(duì)應(yīng)該剪力變化幅度，連接件的允許次數(shù)。4 4. .用于連接壓型鋼板的帶頭栓釘用于連接壓型鋼板的帶頭栓釘 壓型鋼板肋與支承梁平行時(shí)，仍可按(2.2)(2.2)、

23、(2.3)(2.3)計(jì)算，但當(dāng)壓型鋼板肋寬與肋高之比小于1.5時(shí)，其剪切設(shè)計(jì)強(qiáng)度乘以計(jì)算折減系數(shù)。 （2.8 2.8 （2.82.8）0 . 1iiNniniN0 . 16 . 0hhhhWss圖圖2.8 壓型鋼板與梁連接壓型鋼板與梁連接第38頁(yè)/共177頁(yè)當(dāng)壓型鋼板的肋垂直于支撐梁，其設(shè)計(jì)剪切強(qiáng)度按(2.2)(2.2)、(2.3)(2.3)計(jì)算，并乘以折減系數(shù) （2.92.9） 支承梁截面上，一個(gè)板肋的栓釘數(shù)。 時(shí)，取3 3。即兩列時(shí)，系數(shù)為0.60，一列時(shí)為0.85，3 3列時(shí)為0.49。 如果剪力件既對(duì)梁又對(duì)板提供組合作用時(shí)，則剪力件上引起的剪力應(yīng)按下式計(jì)算： （2.102.10） P剪

24、力件上引起的總剪力； 由于梁的組合作用引起的縱向剪力； 由于板的組合作用引起的橫向剪力。5 5. .塊式剪切連接件塊式剪切連接件 即剛性剪力件。塊式剪力件承載力可以根據(jù)局部受壓強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算 （2.112.11） 受力方向的承壓面積； 周圍混凝土的局部受壓強(qiáng)度。0 . 185. 0sssrhhhhWnscpcVAfN rn3rn22tlPPPlPtPsAcpf第39頁(yè)/共177頁(yè)局部受壓計(jì)算面積，以相鄰剪力件背面局部受壓計(jì)算面積，以相鄰剪力件背面1 1：5 5斜率擴(kuò)大了的面積。斜率擴(kuò)大了的面積。cslccpfAAff5 . 2（2.122.12）lA圖圖2.9 局部受壓計(jì)算面積局部受壓計(jì)算面積圖

25、圖2.10 塊式連接件的計(jì)算塊式連接件的計(jì)算 塊式連接件與鋼梁焊縫應(yīng)根據(jù)作用于連接件重心的剪力 P Pv v 所產(chǎn)生的剪力與彎矩進(jìn)行設(shè)計(jì)。作用在焊縫上的剪力 彎矩2hPMVVPS （2.142.14）（2.132.13）第40頁(yè)/共177頁(yè)6.6.承受剪力的斜筋連接件承受剪力的斜筋連接件（2.15)2.15) 為斜筋的截面面積為斜筋的截面面積7.7.斜筋與環(huán)筋錨固連接件斜筋與環(huán)筋錨固連接件 （2.162.16） （2.172.17）8.8.帶有斜筋與環(huán)筋的塊式連接件帶有斜筋與環(huán)筋的塊式連接件帶有斜筋的塊式連接件，其組合強(qiáng)度帶有斜筋的塊式連接件，其組合強(qiáng)度: : （2.182.18）帶有環(huán)筋的塊

26、式連接件帶有環(huán)筋的塊式連接件: : （2.192.19）ysfADT222cosVNT 22sin2cosysVfANVanVblVcomNNNVhoopVblVcomNNNsinVND ylcVfAN lA第41頁(yè)/共177頁(yè)9.9.槽鋼連接件槽鋼連接件槽鋼連接可按(1.20)計(jì)算，對(duì)于常用槽鋼及混凝土強(qiáng)度，其設(shè)計(jì)承載力列于表2.3。 （2.20） 表表2.3 一個(gè)槽鋼連接件的設(shè)計(jì)承載能力一個(gè)槽鋼連接件的設(shè)計(jì)承載能力cccwfcVfElttN)5 . 0(26. 0槽鋼型號(hào)槽鋼型號(hào)一個(gè)槽鋼連接件的設(shè)計(jì)承載能力一個(gè)槽鋼連接件的設(shè)計(jì)承載能力(kN)C20C30C406.3130173205813

27、81832171014619423112,12.6154205243第42頁(yè)/共177頁(yè)2.5 2.5 剪切連接件的構(gòu)造要求剪切連接件的構(gòu)造要求1 1. .連接件的混凝土保護(hù)層不小于20mm。帶頭栓釘連接件栓釘頭的下面或抗拔環(huán)筋的內(nèi)面與板中下部筋的上表面至少應(yīng)有30mm的凈距。見(jiàn)圖2.11。主要是為了防止腐蝕，及有效抵抗“掀起力”。 2.有板托的組合梁，連接件應(yīng)滿足：側(cè)面保護(hù)層不小于40mm;混凝土板托的外邊緣應(yīng)當(dāng)在自連接件根部所引的與翼緣成45的斜線以外。見(jiàn)圖2.12。圖圖2.11 栓釘與環(huán)筋的設(shè)置栓釘與環(huán)筋的設(shè)置第43頁(yè)/共177頁(yè)3.縱向間距不大于600mm，且不大于板厚的4倍。連接件與

28、翼緣邊緣之間距離不小于20mm. .圖圖2.12 栓釘剪力件在板托中位置栓釘剪力件在板托中位置第44頁(yè)/共177頁(yè)5.5.栓釘頭直徑不小于1.5d，頭高不小于0.4d6.栓釘最小間距：剪力方向 垂直剪力方向（橫向）7.用于連接壓型鋼板與鋼梁的栓釘，d19mm。栓釘頂部至少應(yīng)超過(guò)壓型鋼板頂面35mm.dl5mindl4min4.4.帶頭栓釘連接件，長(zhǎng)徑比 h/d不小于3； 承拉翼緣的直徑 d1.5t，t翼緣板厚； 翼緣不受拉 d2.5t 第45頁(yè)/共177頁(yè)3.1 概述 壓型鋼板與混凝土組合板是20世紀(jì)60年代前后興起的一種新型組合結(jié)構(gòu)。1.壓型鋼板按其在組合板中的作用可分為三類：以壓型鋼板作為

29、板的主要承重構(gòu)件，混凝土只是作為板的面層以形成平整的表面及起到分布荷載的作用。按鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范進(jìn)行施工階段和使用階段計(jì)算。壓型鋼板僅作為澆筑混凝土的永久性模板，并作為施工時(shí)的操作平臺(tái)?？紤]施工階段荷載，按鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算。使用階段僅考慮混凝土，按按混凝土規(guī)范計(jì)算混凝土板。以上兩類均屬于非組合板。考慮組合作用的壓型鋼板混凝土組合板。施工階段壓型鋼板作為模板及澆注混凝土的作業(yè)平臺(tái)。使用階段，壓型鋼板相當(dāng)于鋼筋混凝土板中的受拉鋼筋，在全部靜載及活載作用下，考慮二者的組合作用。 第三章 壓型鋼板與混凝土組合板 第46頁(yè)/共177頁(yè)本章主要講第三類，即組合樓板。 2.組合板優(yōu)點(diǎn)1) 壓型鋼板作為澆灌混凝土的模板，

30、節(jié)省了大量木模板及其支撐。 2) 壓型鋼板工廠生產(chǎn)、運(yùn)輸、堆放方便，節(jié)省大量支模工作，并且改善了施工條件。 3) 在使用階段，由于組合作用，可代替受拉鋼筋。減少了鋼筋的制作與安裝工作。4) 剛度大，自重輕。 5) 便于敷設(shè)通信、電力、采暖等管線。 6) 便于立體作業(yè)，加快施工進(jìn)度，縮短工期。 7) 可直接做頂棚。 8) 減小了發(fā)生火災(zāi)的可能性。第47頁(yè)/共177頁(yè) 3.2 3.2 壓型鋼板的型式及要求壓型鋼板的型式及要求 壓型鋼板的形式： (1)閉口形槽口的壓型鋼板(圖3.1a) (2)軋齒槽或開(kāi)小孔的壓型鋼板 (圖3.1b) (3)加焊鋼筋的壓型鋼板(圖3.1c) 國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的壓型鋼板僅適用于

31、直接作用于非組合板，如果用于組合板中，必須在板的翼緣上采取措施，以保證組合效應(yīng)。 圖圖3.1 3.1 壓型鋼板與混凝土的組合連接壓型鋼板與混凝土的組合連接第48頁(yè)/共177頁(yè)圖圖3.2 3.2 國(guó)外生產(chǎn)的板型國(guó)外生產(chǎn)的板型圖圖3.3 3.3 國(guó)內(nèi)產(chǎn)壓型鋼板主要板型國(guó)內(nèi)產(chǎn)壓型鋼板主要板型第49頁(yè)/共177頁(yè)3.3 3.3 壓型鋼板的截面特征受壓翼緣的有效計(jì)算寬度 在與腹板交接處應(yīng)力最大，距腹板愈遠(yuǎn)，應(yīng)力愈小，呈曲線遞減。實(shí)用上常把翼緣的應(yīng)力分布簡(jiǎn)化成在有效寬度上的均布分布。計(jì)算公式按表計(jì)算。 可近似取 ，t為壓型鋼板板厚。對(duì)壓型鋼板的要求 壓型鋼板的厚度一般不應(yīng)小于0.75mm。 為便于澆灌混凝

32、土，要求壓型鋼板的平均槽寬不小于50mm。當(dāng)在槽內(nèi)設(shè)置帶頭栓釘時(shí)，壓型鋼板的總高，包括刻痕在內(nèi)不應(yīng)大于80mm. 壓型鋼板受壓翼緣帶有縱向加勁肋時(shí)，加勁肋的剛度須滿足：邊緣卷邊加勁肋 且 （3.1） 中間加勁肋 且 （3.23.2）ytesftbtI2760083. 12442 . 9 tIes43 .18 tIistbe50ytisftbtI2760066. 324第50頁(yè)/共177頁(yè)3.4 3.4 組合板的承載力計(jì)算組合板的承載力計(jì)算 組合板的破壞模式 （見(jiàn)圖）1 1. . 彎曲破壞彎曲破壞（沿1-1） 當(dāng)組合板中含鋼量適當(dāng)時(shí)，破壞是從受拉區(qū)壓型鋼板及受拉鋼筋開(kāi)始，及受拉鋼板及鋼筋首先屈服

33、，板的變形裂縫迅速發(fā)展，受壓區(qū)不斷減小，最后由于混凝土被壓碎而告破壞。通常應(yīng)以含鋼率或x x值控制。2 2. . 縱向水平剪切粘結(jié)破壞縱向水平剪切粘結(jié)破壞（沿2-2） 主要由于混凝土與壓型鋼板的界面抗剪切滑移強(qiáng)度不夠，使兩界面成為組合板薄弱環(huán)節(jié)。破壞特征：首先在靠近支座附近的集中荷載處混凝土出現(xiàn)斜裂縫，混凝土與壓型鋼板開(kāi)始發(fā)生垂直分離，隨即壓型鋼板與混凝土喪失抗剪切粘結(jié)能力，產(chǎn)生較大的縱向滑移。3. 3. 斜截面的剪切破壞斜截面的剪切破壞（沿3-3） 這種破壞一般發(fā)生在當(dāng)組合板的高跨比很大、荷載比較大、尤其是在集中荷載作用時(shí)，發(fā)生支座最大剪力處沿斜截面剪切破壞。第51頁(yè)/共177頁(yè)圖圖3.4

34、3.4 組合板破壞模式組合板破壞模式 組合板的承載力計(jì)算1.施工階段的承載力計(jì)算施工階段的承載力計(jì)算 施工階段壓型鋼板作為模板，在混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度前，僅壓型鋼板（不考慮混凝土的作用）作為施工時(shí)的操作平臺(tái)。荷載： 壓型鋼板的自重、濕混凝土的自重及施工時(shí)機(jī)具、人員等一切活荷載。第52頁(yè)/共177頁(yè)組合板的計(jì)算方法和原則 1施工階段壓型鋼板作為澆筑混凝土的模板，采用彈性方法計(jì)算。強(qiáng)邊（順肋）方向的正、負(fù)彎矩和撓度應(yīng)按單向板計(jì)算，弱邊（垂直肋）方向不計(jì)算。2使用階段（1）實(shí)用設(shè)計(jì)法當(dāng)壓型鋼板頂面以上的混凝土厚度為50mm至100mm時(shí)，組合板強(qiáng)邊（順肋）方向的正彎矩和撓度，按承受全部荷載的簡(jiǎn)支單向板

35、計(jì)算，強(qiáng)邊方向負(fù)彎矩按固端板取值，不考慮弱邊（垂直肋）方向的正、負(fù)彎矩。 第53頁(yè)/共177頁(yè)當(dāng)壓型鋼板頂面以上的混凝土厚度大于100mm時(shí)，組合板的撓度應(yīng)按強(qiáng)邊方向的簡(jiǎn)支單向板計(jì)算。當(dāng) 時(shí) ， 應(yīng) 按 雙 向 板 計(jì) 算 內(nèi) 力 ； 當(dāng) 或 時(shí)，應(yīng)按單向板計(jì)算內(nèi)力。其中 （3.3）式中 組合板的各向異性系數(shù)， ； lx組合板強(qiáng)邊（順肋）方向的跨度；ly組合板弱邊（垂直肋）方向的跨度；I Ix x、I Iy y分別為組合板強(qiáng)邊和弱邊方向的截面慣性矩（計(jì)算I Iy y時(shí)只考慮壓型鋼板頂面以上的混凝土厚度h hc c，即 ，其中B為壓型鋼板的計(jì)算寬度，通常取波距值）。 0 . 25 . 0e5 .

36、 0e0 . 2eyxell41yxII12/3cyBhI第54頁(yè)/共177頁(yè)（2）雙向組合板 周邊支承條件 當(dāng)雙向組合板的跨度大致相等，且相鄰跨是連續(xù)時(shí)，板的周邊可視為固定邊。當(dāng)組合板相鄰跨度相差較大，或壓型鋼板以上的混凝土板不連續(xù)時(shí)，應(yīng)將板的周邊視為簡(jiǎn)支邊。 各向異性雙向板 對(duì)于各向異性雙向板的彎矩，可將板形狀按有效邊長(zhǎng)比加以修正后視作各向同性板的彎矩。強(qiáng)邊方向的彎矩，取等于弱邊方向跨度乘以系數(shù)后所得各向同性板在短邊方向的彎矩；弱邊方向的彎矩，取等于強(qiáng)邊方向跨度乘以系數(shù)后所得各向同性板在長(zhǎng)邊方向的彎矩。圖 3.5 組合板計(jì)算簡(jiǎn)圖第55頁(yè)/共177頁(yè) 四邊支承雙向板 強(qiáng)邊（順肋）方向按組合板

37、設(shè)計(jì)，弱邊（垂直肋）方向，僅取壓型鋼板上翼緣以上的混凝土板進(jìn)行設(shè)計(jì)。 （3）連續(xù)組合板 對(duì)于連續(xù)組合板，當(dāng)采用彈性方法進(jìn)行內(nèi)力分析時(shí)，若允許支座混凝土開(kāi)裂，則可按考慮塑性內(nèi)力重分布的計(jì)算方法，中間支座處的負(fù)彎矩可適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行調(diào)幅。支座負(fù)彎矩降低之后，跨中正彎矩亦相應(yīng)地增加，即應(yīng)滿足靜力平衡條件。 第56頁(yè)/共177頁(yè) 施工活荷載一般按等效均布荷載，根據(jù)施工實(shí)際情況確定，但應(yīng)不小于1.5kN/m2。 考慮到未和混凝土“組合”前，壓型鋼板剛度較小，變形較大，因此混凝土體積可能超過(guò)圖紙所標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)體積，因此將混凝土自重乘以1.1的系數(shù)。組合板的承載能力計(jì)算 按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范計(jì)算，壓型鋼板物理力學(xué)性能可參

38、考表、和產(chǎn)品樣本。公式： MfWs （3.4)M計(jì)算寬度上壓型鋼板的彎矩設(shè)計(jì)值； f壓型鋼板抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；Ws壓型鋼板的截面抵抗矩，取受壓區(qū)或受拉區(qū)的截面抵抗矩中較小者。受壓區(qū)：受拉區(qū)：csscxIW （3. 5）cssstxhIW（3. 6）第57頁(yè)/共177頁(yè)I Is s單位寬度壓型鋼板對(duì)其形心軸的慣性矩；x xc c 壓型鋼板中和軸至受壓邊緣的距離；h hs s 壓型鋼板的總高度。2.2.使用階段承載力的計(jì)算使用階段承載力的計(jì)算 荷載：壓型鋼板及混凝土自重，面層及構(gòu)造層（如保濕層、找平層、防水層、隔熱層等）的重量，吊頂及管道的重量，設(shè)備及使用荷載。 當(dāng)組合板上作用有集中荷載或線荷載時(shí)，

39、應(yīng)當(dāng)考慮荷載分布的有效寬度和組合板的有效寬度問(wèn)題（如圖 3.53.5所示）。 圖圖3.5 3.5 集中荷載分布有效寬度集中荷載分布有效寬度第58頁(yè)/共177頁(yè)集中荷載的分布寬度：按沿荷載作用邊緣沿45線傳遞bf1荷載分布有效寬度；bf組合板上集中荷載或線荷載的實(shí)際作用寬度；hc壓型鋼板頂面以上混凝土的厚度； hd 樓板飾面層厚度。組合板在集中荷載作用下的有效寬度按下式計(jì)算：1）抗彎承載能力計(jì)算簡(jiǎn)支板：連續(xù)板：2）剪切計(jì)算?。簂為板跨；a為剪跨，取集中荷載作用點(diǎn)至較近支座間距離)(21dcffhhbblaabbfef121laabbfef1341laabbfef11（3 3.8.8）（3.93.

40、9）（3.103.10）(3.7)第59頁(yè)/共177頁(yè)（1 1）正截面受彎承載力的計(jì)算）正截面受彎承載力的計(jì)算基本同鋼筋混凝土適筋梁。適筋破壞時(shí)，作如下假設(shè)：1）達(dá)到極限狀態(tài)時(shí)，沿著截面高度混凝土受壓區(qū)應(yīng)力呈拋物線形分布，計(jì)算時(shí)可等效成矩形應(yīng)力圖形。等效矩形應(yīng)力圖形的應(yīng)力值為fc，計(jì)算受壓區(qū)高度為實(shí)際受壓區(qū)高度的0.8倍。2）達(dá)到極限狀態(tài)時(shí)，受拉區(qū)壓型鋼板及受拉鋼筋的應(yīng)力均能達(dá)到各自的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。3) 忽略中和軸附近受拉混凝土的作用和壓型鋼板凹坑內(nèi)混凝土的作用。4)對(duì)于完全剪切連接組合板，在混凝土與壓型鋼板的界面上滑移很小，混凝土與壓型鋼板始終保持共同工作。因此直至達(dá)到極限狀態(tài)，板都符合平截面

41、假定。兩種情況：1）塑性中和軸在壓型鋼板上翼緣以上的混凝土板內(nèi)，即 組合板截面的應(yīng)力分布如圖3.6所示。ccpfbhfA第60頁(yè)/共177頁(yè)圖圖3.6 3.6 中和軸在混凝土板內(nèi)時(shí)的計(jì)算應(yīng)力圖中和軸在混凝土板內(nèi)時(shí)的計(jì)算應(yīng)力圖根據(jù)內(nèi)力平衡則組合板的承載能力： 或（3 3. 11. 11）fAbxfpcbffAxcp（3. 123. 12）（3. 133. 13）（3. 143. 14） 2xhbxfMMocu 2xhfAMMopu第61頁(yè)/共177頁(yè)M-組合板的最大正彎矩截面的彎矩設(shè)計(jì)值；Mu-為組合板抵抗正彎矩的承載能力；b-組合板的單位寬度；x-組合板的計(jì)算受壓區(qū)高度，當(dāng) 時(shí)，取 進(jìn)行計(jì)算；

42、ho-組合板的有效高度；f-壓型鋼板抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；Ap -組合板的計(jì)算寬度b內(nèi)，壓型鋼板的截面面積。055. 0hx 055. 0hx 圖圖3.73.7 中和軸在壓型鋼板內(nèi)時(shí)的計(jì)算應(yīng)力圖中和軸在壓型鋼板內(nèi)時(shí)的計(jì)算應(yīng)力圖第62頁(yè)/共177頁(yè)2）塑性中和軸在壓型鋼板內(nèi)，即 ，此時(shí)截面的應(yīng)力分布見(jiàn)圖3.7。根據(jù)截面的內(nèi)力平衡條件，得 Ap2-塑性中和軸以上計(jì)算寬度內(nèi)壓型鋼板的截面面積 ;yp1-壓型鋼板受拉區(qū)截面應(yīng)力的合力作用點(diǎn)至受壓區(qū)混凝土合力作用點(diǎn)的距離； yp2-壓型鋼板受拉區(qū)截面應(yīng)力的合力作用點(diǎn)至壓型鋼板截面壓應(yīng)力合力作用點(diǎn)的距離。 由式（3.15）得求得Ap2后，就可確定x，參數(shù)yp1

43、和yp2就隨之確定。關(guān)于連續(xù)組合板為什么連續(xù)板中仍用壓型鋼板與混凝土組合板？（3. 15）（3. 16）（3. 17）ccpfbhfAfAAfAfbhpppcc)(22221pppccuyfAybhfMM)/(5 . 02fbhfAAccpp第63頁(yè)/共177頁(yè)1）保持結(jié)構(gòu)的一致性與整體性2）連續(xù)板中最大負(fù)彎矩比簡(jiǎn)支梁中的最大彎矩還是小得多。連續(xù)板中間支座負(fù)彎矩區(qū)，應(yīng)在板面配置負(fù)鋼筋。壓型鋼板相當(dāng)于受壓鋼筋，按雙筋梁計(jì)算 。此時(shí)，相當(dāng)于受壓鋼筋為已知。圖圖3.8 3.8 組合板負(fù)彎矩截面承載能力計(jì)算圖組合板負(fù)彎矩截面承載能力計(jì)算圖 壓型鋼板與相應(yīng)的受拉鋼筋A(yù) As1s1 所抵抗的彎矩為11Zf

44、AMp111ZAfMsy（3 3. 18. 18）或（3 3. 19. 19）第64頁(yè)/共177頁(yè)ypsffAA 1若外荷載產(chǎn)生的彎矩則可求得若 ，則可求得相應(yīng)于受壓混凝土及 承擔(dān)的彎矩根據(jù)力矩平衡再由力的平衡聯(lián)立求解可得x及 受拉鋼筋總面積 抗彎承載能力 應(yīng)有 1MM 11ZfMAAyss1MM 12MMM2sA)2(22xahbxfbxZfMsccc（3 3. 23. 23）2sycAfbxf（3 3. 24. 24）（3 3. 25. 25）ycsfbxfA221sssAAA（3 3. 26. 26）2121bxZfZfAMMMcpu（3 3. 27. 27）uMM （3 3. 22.

45、22）（3.20）(3.21)第65頁(yè)/共177頁(yè) （2 2） 縱向水平剪切粘結(jié)計(jì)算縱向水平剪切粘結(jié)計(jì)算并應(yīng)滿足其中 取0.0020.002與 兩者中的較大值。集中荷載作用時(shí)，考慮到荷載有一定的分布寬度，此時(shí)應(yīng)用有效寬度 bef 代替b。M，Ap ，As亦應(yīng)為與bef 對(duì)應(yīng)的值。0minbhAs（3.28）Vl11aPPaApfminytff /45圖3.9第66頁(yè)/共177頁(yè)驗(yàn)算縱向剪切粘結(jié)面1-1，當(dāng)達(dá)到彎曲承載能力極限狀態(tài)時(shí)，壓型鋼板達(dá)到f , ,拉應(yīng)力合力 。根據(jù)力的平衡，在1-11-1面上的縱向水平剪力介紹兩種計(jì)算方法：1)1)英、美及歐洲規(guī)范的公式組合板的縱向水平剪切承載力這是根據(jù)

46、Porter和Ekberg所做455塊組合板實(shí)驗(yàn)回歸并考慮到可靠度指標(biāo)的要求得出的。其中各單位均采用英制單位， 為含鋼率 ；b為組合板單位計(jì)算寬度（inch)；h0為組合板有效高度（inch) ；s為剪力件間距（inch) ，若剪力件為凹凸槽紋且等距布置時(shí)取s=1。a為剪跨，如前述為集中荷載取集中荷載作用點(diǎn)至鄰近支座的距離。若為均布荷載可取： a=l/4若為復(fù)雜荷載可?。?a=M/V2 8 . 0100lWfkahmsbhVcufApfAVpl（3. 30）opbhA(3.29)第67頁(yè)/共177頁(yè)m,k為系數(shù)，應(yīng)根據(jù)不同形式的壓型鋼板通過(guò)試驗(yàn)回歸確定。驗(yàn)算時(shí)應(yīng)有 2 2）我國(guó)原冶金部建筑研究

47、總院根據(jù)試驗(yàn)的建議公式 為剪切粘結(jié)系數(shù)，由試驗(yàn)確定，根據(jù)該院的建議a為剪跨(mm)，取法同前。 為平均槽寬(mm)，t 為壓型鋼板厚度(mm) ，h0 為組合板有效高度(mm) 。同樣驗(yàn)算時(shí)應(yīng)有ulVV tahWaaaaVru30210（3 3. 32. 32）625.38,0036. 0,098. 0,142.783210aaaa3210,aaaarWulVV （3 3） 斜截面剪切承載力計(jì)算斜截面剪切承載力計(jì)算 由于一般組合板比較高，斜截面剪力一般不會(huì)成為其破壞時(shí)的控制條件。當(dāng)板高跨比很大或荷載很大時(shí)，斜截面承載能力的驗(yàn)算不可忽略。 組合板在均布荷載作用下的斜截面剪切承載力：（3 3. 3

48、3. 33）07 . 0bhfVt(3.31)第68頁(yè)/共177頁(yè)ft t為混凝土抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值. .在集中荷載或集中荷載與均布荷載共同作用下，且集中荷載對(duì)支座或節(jié)點(diǎn)邊緣截面所產(chǎn)生的剪力值占總剪力的75%以上的組合板斜截面承載力應(yīng)按下式計(jì)算 V 為組合板在計(jì)算寬度b 內(nèi)的剪力設(shè)計(jì)值；。（3 3. 34. 34）044.0hbfVeft（4 4）局部荷載作用的沖切計(jì)算）局部荷載作用的沖切計(jì)算當(dāng)集中荷載較大，荷載作用范圍很大，組合板比較薄的情況下，有時(shí)發(fā)生沖切破壞。沖切破壞和鋼筋混凝土板類似，是沿著荷載作用區(qū)周邊4545o o 斜錐面沖切破壞。 見(jiàn)圖3.103.10沖切承載力計(jì)算公式： （3.35

49、3.35）Fl局部集中荷載設(shè)計(jì)值；ft混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；hc組合板混凝土層的厚度；ucr臨界截面的周長(zhǎng)，即距離集中荷載作用面積周邊處板垂直截面的周長(zhǎng)，按下式計(jì)算： h u7 . 0ccrtlfF 第69頁(yè)/共177頁(yè)圖圖3.10 3.10 板沖切承載力計(jì)算板沖切承載力計(jì)算 為了使局部荷載盡量發(fā)布在有效寬度范圍內(nèi)，應(yīng)當(dāng)在混凝土板中，在有效寬度bef 范圍內(nèi)配置一定數(shù)量的橫向分布鋼筋，其截面積與不小于混凝土截面積的0.2%. 2cccccrhahbu其中ac、 bc分別為集中荷載作用面的長(zhǎng)和寬。(3.36)第70頁(yè)/共177頁(yè)3.5 3.5 組合板的變形計(jì)算組合板的變形計(jì)算施工階段變形計(jì)算

50、施工階段變形計(jì)算 因?yàn)榻M合板施工階段將壓型鋼板作為模板，并且是操作平臺(tái)，因此其施工階段的變形驗(yàn)算顯得更為重要。 荷載：仍按施工階段承載能力驗(yàn)算，包括壓型鋼板及濕混凝土自重以及施工活荷載（包括機(jī)具、人員、材料等）； 考慮施工時(shí)壓型鋼板彎曲變形、混凝土自重乘以1.11.1；活荷載不小于1.5kN/m2 , ,但是變形計(jì)算均取標(biāo)準(zhǔn)值。 施工階段是驗(yàn)算壓型鋼板的變形，不允許塑性變形。故按彈性計(jì)算： （3.373.37） Ess壓型鋼板的彈性模量； Is為計(jì)算寬度上壓型鋼板的慣性矩； q1k施工階段單位計(jì)算寬度壓型鋼板上的荷載標(biāo)準(zhǔn)值；l撓度系數(shù)，根據(jù)彈性分析，簡(jiǎn)支板的撓度系數(shù)為5/384，兩跨連續(xù)板的撓

51、ssskIElqf41第71頁(yè)/共177頁(yè)度系數(shù)為1/185。 要求施工階段組合板的撓度不應(yīng)超過(guò)l/200 及20mm， l為板的跨度。當(dāng)此要求不滿足，應(yīng)采取加臨時(shí)支撐等減小壓型鋼板變形的措施。使用階段的變形計(jì)算 使用階段混凝土已達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，能保證與壓型鋼板共同工作，按組合板考慮；應(yīng)分別按荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合和準(zhǔn)永久組合進(jìn)行計(jì)算，并取其中較大值作為變形驗(yàn)算的依據(jù)。 兩種方法：方法1.1.采用換算截面法，將壓型鋼板按鋼材與混凝土彈性模量之比 折算成混凝土，計(jì)算組合板的換算慣性矩；使用階段一般允許出現(xiàn)裂縫，因此組合板的等效慣性矩可近似取未開(kāi)裂截面與開(kāi)裂截面慣性矩的平均值；即cssEEE /20ce

52、qIII（3 3. 38. 38）第72頁(yè)/共177頁(yè)未開(kāi)裂截面的重心軸中慣性矩分別可近似按（3.393.39）、（3.403.40）計(jì)算：開(kāi)裂截面的重心軸和慣性矩近似按（3.413.41）（3.423.42）計(jì)算：其中近似將重心軸即視作中和軸；受拉區(qū)混凝土裂開(kāi)，故混凝土只考慮受壓區(qū)的作用；槽口處缺失的混凝土截面近似按whs考慮，而得出（3.413.41）、（3.423.42）。ssssssscwhAbhhhwhhAbhy5.05.002125 . 0232230ssssscccchwbyAIhybhbhI25 .0cssyhhhwb（3 3. 39. 39）（3 3. 40. 40）ssss

53、ccIyAbyI233)(22cchy（3 3. 41. 41）（3 3. 42. 42）第73頁(yè)/共177頁(yè)荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，組合板的變形按下式計(jì)算：其中：q2k荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，計(jì)算寬度組合板的荷載標(biāo)準(zhǔn)值；其它符號(hào)同前。荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合下組合板的變形計(jì)算，考慮到混凝土的塑性變形與徐變影響，將剛度折半，故 荷載效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合下，計(jì)算寬度上組合板的荷載代表值。 0.5即為剛度折減50%按（3.43）、（3.44）式計(jì)算得到的撓度均應(yīng)滿足 為組合板凈跨eqcksIElqf42（3 3. 43. 43）eqcqIElqf5 . 0421（3 3. 44. 44）qq2360limlff（3

54、 3. 45. 45）l第74頁(yè)/共177頁(yè)方法2：使用階段荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)的撓度按下式計(jì)算： (3.46)荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合時(shí)的撓度按下式計(jì)算： （3.47）式中 按全截面有效計(jì)算的組合截面換算截面慣性矩，對(duì)荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合，按下式計(jì)算： （3.48）按全截面計(jì)算的組合板中和軸至截面受壓區(qū)邊緣的距離，按下式計(jì)算 ： 0422IElqsskcssqIElq04220I2020)()(1npscnccExhAIhxAII nxpEcpEccnAAhAhAx0（3.49)第75頁(yè)/共177頁(yè)混凝土截面形心軸至受壓區(qū)邊緣的距離；混凝土截面面積；組合板的有效高度； 計(jì)算寬度上壓型鋼板截面面積； c

55、hcApA0hEE 計(jì)算荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合下截面中和軸至受壓區(qū)邊緣的距離以及換算截面慣性矩時(shí)，只需將公式（3.48）（3.49）中的 換為2 即可。第76頁(yè)/共177頁(yè)3.6 3.6 組合板的振動(dòng)控制組合板的振動(dòng)控制 組合板的自振頻率不能過(guò)小，否則容易受外力干擾而發(fā)生較大振動(dòng)，影響結(jié)構(gòu)的安全性和正常使用。 板的自振周期應(yīng)滿足：板的自振周期應(yīng)滿足： 可按下列近似方法計(jì)算自振頻率：可按下列近似方法計(jì)算自振頻率： zHf15(3.50) ) 0563. 0(1Df(3.51)由永久荷載產(chǎn)生的撓度（mm）。 D第77頁(yè)/共177頁(yè)3.7 3.7 構(gòu)造要求構(gòu)造要求 1.1.壓型鋼板的板厚不小于0.75m

56、m，一般為0.752.5mm。2.組合板的全高不小于90mm,壓型鋼板頂面至組合板頂面的高度不小于50mm.3.簡(jiǎn)支組合板的跨高比不大于25,連續(xù)組合板的跨高比不大于35。4.連續(xù)板及懸臂板的負(fù)彎矩區(qū)應(yīng)按計(jì)算配置負(fù)鋼筋,總量不小于0.002bh0 .5.在集中荷載或線性荷載作用下的組合板，應(yīng)在有效寬度bef的范圍內(nèi)配置分布筋，其總面積不少于組合板截面的0.2%。當(dāng)板上開(kāi)洞較大時(shí)，應(yīng)在洞口周圍附加鋼筋。附加鋼筋不少于被削弱部分的面積。6.為了防止混凝土收縮及溫度影響,也為了分布荷載,混凝土內(nèi)應(yīng)配分布鋼筋網(wǎng),其設(shè)置滿足混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的要求.7.沿墻的四周及角部,板伸入墻內(nèi),可按混凝土規(guī)范配置板

57、頂面的附加鋼筋.第78頁(yè)/共177頁(yè)8.支承長(zhǎng)度:組合板在鋼梁的支承部分不應(yīng)少于75mm。而壓型鋼板的支承長(zhǎng)度不應(yīng)少于50mm（見(jiàn)圖3.11a,b）;支承于混凝土梁上組合板支承長(zhǎng)度不小于100mm,壓型鋼板不小于75mm（見(jiàn)圖3.11c,d）.9.栓釘?shù)脑O(shè)置應(yīng)符合如下要求：(1)跨度小于3米的組合板，栓釘?shù)闹睆綉?yīng)為13-16m,跨度3-6m的組合板栓釘?shù)闹睆綉?yīng)為16-19mm。(2)栓釘長(zhǎng)度應(yīng)滿足其高出壓型鋼板頂面35mm,且應(yīng)設(shè)在支座處壓型鋼板的凹肋中穿透壓型鋼板焊牢在梁上（見(jiàn)圖3.12）.(3)用光面開(kāi)口壓型鋼板制作的組合板,可在壓型鋼板上翼緣上焊 150300mm的橫向鋼筋,以加強(qiáng)組合粘

58、結(jié)作用,焊縫長(zhǎng)度不小于50mm見(jiàn)圖3.13）.10.裂縫的計(jì)算和要求仍同混凝土板,一類使用環(huán)境時(shí)不大于0.3mm;二、三類使用環(huán)境時(shí)不大于0.2mm。6第79頁(yè)/共177頁(yè)圖圖3.11 3.11 組合板的支承要求組合板的支承要求 第80頁(yè)/共177頁(yè)圖圖3.12 3.12 組合板與支座連接栓釘組合板與支座連接栓釘圖圖3.13 3.13 壓型鋼板端部的橫向鋼筋壓型鋼板端部的橫向鋼筋第81頁(yè)/共177頁(yè)第四章 鋼與混凝土組合梁 4.14.1概述 組合梁即在鋼梁上鋪設(shè)混凝土板，可用于樓蓋、屋蓋、也可用于工業(yè)建筑中的操作平臺(tái)，在橋梁工程的路面中同樣有廣泛應(yīng)用。 組合梁主要用于跨度大、荷載大，或者整體承

59、重結(jié)構(gòu)為鋼結(jié)構(gòu)的廠房、高層建筑或橋梁結(jié)構(gòu)等。 對(duì)于一般使用鋼梁混凝土板的結(jié)構(gòu)中，混凝土板只是作為樓面、屋面、平臺(tái)板或橋面。對(duì)鋼梁來(lái)說(shuō)混凝土板只是其荷載（圖4.14.1）。如果使兩者結(jié)合在一起，混凝土板與鋼梁共同工作，則混凝土板可作為梁的翼緣而成為梁的一部分，發(fā)揮比鋼梁更大的作用，無(wú)論強(qiáng)度和剛度都大大提高了（圖4.24.2） 。 兩者的組合作用是靠焊在鋼梁上，澆筑在混凝土板中的剪切連接件來(lái)實(shí)現(xiàn)的。剪切連接件的種類與計(jì)算如第一章所述。鋼梁可以用軋制型鋼或焊接型鋼，例如工字鋼、槽鋼。槽鋼經(jīng)常用作樓蓋、平臺(tái)或陽(yáng)臺(tái)的邊梁（見(jiàn)圖4.34.3），可以獲得平整的外表面。第82頁(yè)/共177頁(yè)圖4.1 非組合梁截

60、面應(yīng)力圖4.2 組合梁截面應(yīng)力第83頁(yè)/共177頁(yè)圖4.3 4.3 用槽鋼制作的組合梁邊梁圖4.4 4.4 工字形及蜂窩形鋼梁第84頁(yè)/共177頁(yè) 工字鋼處于梁的受拉區(qū)，主要是下翼緣起受力作用，上翼緣處于中和軸附近，不能發(fā)揮主要受力作用，而主要是起與混凝土板的連接作用，因而往往應(yīng)用上翼緣小下翼緣大的不對(duì)稱工字鋼。不對(duì)稱工字鋼的制作一般有如下三種焊接方式（如圖4.4.）：a.三塊鋼板；b.T字鋼與鋼板；c.二個(gè)大小不同T字鋼對(duì)接；d.蜂窩形鋼梁。 此外，還有蜂窩形梁（圖4.4.4d d）。因?yàn)殇摿褐醒敫拱迨芰苄。纬煞涓C狀孔之后便于管線穿過(guò)。 混凝土板可以是普通鋼筋混凝土板，也可以是輕骨料混凝

61、土、預(yù)應(yīng)力混凝土及壓型鋼板與混凝土組合板。 鋼筋混凝土板與鋼梁連接處，一般設(shè)置板托。 板托一般有如下作用：第85頁(yè)/共177頁(yè)1 1）擴(kuò)大梁與板的承壓面積，防止混凝土板局部承壓破壞；2 2）提高了板在支承處（梁）的截面高度，因而提高了板的抗沖切能力；3)3)使組合梁的截面高度增大，因此承載能力與剛度大大提高。 因此在可能情況下應(yīng)盡量設(shè)置板托，如圖4.54.5所示。圖4.5 4.5 有板托的組合梁第86頁(yè)/共177頁(yè) 如前述組合梁的組合作用主要是依靠剪切連接件，根據(jù)剪力件的配置多少分兩類： 1 1）完全剪切連接：即在極限彎矩作用下所產(chǎn)生的縱向剪力，完全由所配剪力件承擔(dān)。 2 2）部分剪切連接：剪

62、力件所承擔(dān)的總剪力小于極限彎矩下產(chǎn)生的縱向剪力。 部分剪切連接組合梁適用于下列三種情況： 1 1）組合梁上各截面的彎矩達(dá)不到其極限彎矩的情況。組合梁的截面高度與鋼梁的板件厚度不取決于截面所需的抗彎強(qiáng)度，而是主要取決于截面剛度或板件的局部穩(wěn)定。 2 2）組合梁中最大正彎矩截面達(dá)到受彎承載能力時(shí)，達(dá)不到極限彎矩的某些區(qū)段。 3 3）當(dāng)剪切連接件的設(shè)置受構(gòu)造等原因，不能按完全剪切連接設(shè)計(jì)時(shí)。 目前部分剪切連接組合梁的計(jì)算方法僅適用于跨度不超過(guò)2020米，以承受靜力荷載為主、且沒(méi)有太大集中荷載的等截面梁，采用柔性連接件。 第87頁(yè)/共177頁(yè)4.2 4.2 組合梁的試驗(yàn)研究組合梁的試驗(yàn)研究 1. 受力

63、過(guò)程彈性、彈塑性和屈服三階段（圖4.6和圖4.7 ）。2. 截面的平均應(yīng)變型鋼受拉翼緣屈服之前，平均應(yīng)變符合平截面假定。如果配置足夠的剪切連接件，在極限荷載時(shí)，仍基本符合平截面假定（圖4.8 ） 。圖4.6圖4.7圖4.8第88頁(yè)/共177頁(yè)3. 混凝土板與鋼梁的水平滑移（圖4.9）由跨中向梁端部逐漸增大；隨荷載的增加而逐漸增大。4.混凝土板與鋼梁的掀起位移（圖4.10）在跨中最小，遠(yuǎn)離跨中，向上的掀起位移越大。圖4.9 水平滑移 圖4.10 掀起位移第89頁(yè)/共177頁(yè)4.3 組合梁截面的承載力計(jì)算組合梁截面的承載力計(jì)算1.1.概述兩種計(jì)算理論：彈性理論、塑性理論1 1）彈性理論：直接承受動(dòng)

64、力荷載；鋼梁的受壓板件寬厚比較大、不符合塑性設(shè)計(jì)條件且組合截面中和軸在鋼梁腹板內(nèi)通過(guò)2 2）塑性理論不直接承受動(dòng)力荷載；受壓板件寬厚比較小；組合截面中和軸在混凝土板內(nèi)通過(guò)或板托內(nèi)通過(guò) 第90頁(yè)/共177頁(yè) 組合梁的受力狀態(tài)與施工條件有關(guān)，因此不論按彈性理論還是塑性理論計(jì)算，一般都需考慮混凝土硬化前和硬化后兩個(gè)受力階段，以及施工時(shí)鋼梁下有、無(wú)臨時(shí)支撐等情況。如果在鋼梁下不設(shè)臨時(shí)支撐，則應(yīng)按下面兩個(gè)受力階段進(jìn)行計(jì)算。 第一階段：樓板混凝土的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度75%之前的階段。這時(shí)荷載應(yīng)包括鋼梁自重和現(xiàn)澆混凝土的重量等永久荷載，以及模板重和其它施工活荷載。這些荷載全部由鋼梁?jiǎn)为?dú)承受，按一般鋼梁計(jì)算其強(qiáng)

65、度、撓度和穩(wěn)定性。 第二階段：樓板混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度75%之后的階段。此時(shí)荷載應(yīng)包括增加的結(jié)構(gòu)層及構(gòu)造層（如防水層、飾面層、找平層、吊頂）等永久荷載以及使用階段活荷載，這些續(xù)加荷載全部由組合梁承受。在驗(yàn)算組合梁的撓度以及按彈性分析方法計(jì)算組合梁的承載力時(shí)，應(yīng)將第一階段由永久荷載產(chǎn)生的撓度或應(yīng)力與第二階段計(jì)算所得的撓度或應(yīng)力相疊加。在第二階段計(jì)算中，可不考慮鋼梁的整體穩(wěn)定性。而組合梁按塑性分析法計(jì)算承載力時(shí)，則不必考慮應(yīng)力疊加，可不分階段按照組合梁一次承受全部荷載進(jìn)行計(jì)算。 如果鋼梁下設(shè)有臨時(shí)支撐，則應(yīng)按實(shí)際支承情況驗(yàn)算鋼梁的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和撓度，并且在計(jì)算使用階段組合梁承受的續(xù)加荷載產(chǎn)生的變形時(shí)

66、，應(yīng)把臨時(shí)支承點(diǎn)反力（由永久荷載產(chǎn)生的）反向作為續(xù)加荷載。如果組合梁的設(shè)計(jì)是變形控制時(shí)，可考慮將鋼梁預(yù)先起拱等措施。不論是按彈性分析還是塑性分析法，有無(wú)臨時(shí)支撐對(duì)組合梁的受彎極限承載力均無(wú)影響，故在計(jì)算受彎承載力時(shí)，可不分階段，按照組合梁一次承受全部荷載進(jìn)行計(jì)算。 第91頁(yè)/共177頁(yè)2. 2. 組合梁按彈性理論的計(jì)算（1 1）組合梁混凝土翼緣板的有效寬度）組合梁混凝土翼緣板的有效寬度be 圖4.11 混凝土翼緣板的有效寬度第92頁(yè)/共177頁(yè)混凝土翼緣的有效寬度be可按下式計(jì)算 ：b0板托頂部寬度。當(dāng)板托傾角behc1 fc ，則中和軸在鋼梁中通過(guò)其中 鋼梁全截面的面積 f 塑性設(shè)計(jì)時(shí)的型鋼抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 鋼筋混凝土翼緣板的有效寬度 混凝土翼緣板厚度，不包括板托高度第一種情況第一種情況中和軸在混凝土翼緣中通過(guò)，即Afbehc1fc，其極限狀態(tài)的應(yīng)力圖形如圖4.16所示。應(yīng)有 式中式中 x為為塑性中和軸至混凝土翼緣板頂面的距離，可按下式計(jì)算塑性中和軸至混凝土翼緣板頂面的距離，可按下式計(jì)算 1PeccAfb h fAeb1ch（4 4.29.29）cefbAfx （4 4.30.30）