鋼骨砼梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及應(yīng)用(1)

1、    鋼骨砼梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及應(yīng)用(1)    簡(jiǎn)介鋼骨砼梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并通過工程實(shí)例，著重說明其設(shè)計(jì)思路，及節(jié)點(diǎn)構(gòu)造和有關(guān)施工技術(shù)求，特別是在大跨度梁構(gòu)件中可與寬扁梁結(jié)合一起應(yīng)用。 關(guān)鍵詞：鋼骨砼梁 正截面承載力 裂縫寬度 節(jié)點(diǎn)構(gòu)造 一、前言由砼包裹型鋼做成的結(jié)構(gòu)被稱為鋼骨砼結(jié)構(gòu)（也稱勁性砼結(jié)構(gòu)），在日本應(yīng)用最為廣泛，研究和試驗(yàn)也最多。這種結(jié)構(gòu)被簡(jiǎn)稱為SRC結(jié)構(gòu)，現(xiàn)在已和鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)以及鋼筋砼結(jié)構(gòu)并列為五大結(jié)構(gòu)之一。其中實(shí)腹式鋼骨砼構(gòu)件具有較好的抗震性能、節(jié)約鋼材、提高砼利用系數(shù)、施工方便等優(yōu)點(diǎn)，在工程建設(shè)

2、中得到廣泛應(yīng)用。本文將主介紹鋼骨砼梁的設(shè)計(jì)方法及構(gòu)造求，通過工程設(shè)計(jì)實(shí)例，具體說明其計(jì)算和使用，供類似工程設(shè)計(jì)時(shí)參考。二、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及計(jì)算方法鋼骨砼梁是鋼梁和鋼筋砼梁二者的組合結(jié)構(gòu)，實(shí)腹式鋼骨通常采用工字形、口字形，截面材料的選用主是依據(jù)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GBJ17-88）”和“高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ99-98）”，保證構(gòu)件具有足夠的塑性變形能力，其屈服強(qiáng)度不宜過大，伸長(zhǎng)率應(yīng)大于20%；鋼筋砼按照“砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GBJ10-89）”求實(shí)施。鋼骨砼梁的正截面強(qiáng)度各國(guó)的計(jì)算方法很不相同。前蘇聯(lián)“勁性鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指南CN378”假定型鋼和砼成為一個(gè)整體，能夠一致變形，幾乎完

3、全套用鋼筋砼結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法。日本“鋼筋砼結(jié)構(gòu)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)”把鋼筋砼梁的抗彎能力和型鋼的抗彎能力疊加得到鋼骨砼梁的抗彎能力，兩種方法不同之處在于型鋼梁能否與鋼筋砼形成一個(gè)整體?，F(xiàn)行“鋼骨砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程YB908297”在實(shí)腹式鋼骨砼梁的計(jì)算方法上主參考了日本計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合試驗(yàn)研究成果，對(duì)稱配置鋼骨砼梁正截面受彎承載力，計(jì)算結(jié)果偏于保守。MMssby MrcbuM為彎矩設(shè)計(jì)值，Mssby為梁中鋼骨部分的受彎承載力，Mrcbu為梁中鋼筋砼部分的受彎承載力。當(dāng)受拉翼緣大于受壓翼緣的非對(duì)稱鋼骨截面，則可將受拉翼緣大于受壓翼緣的面積作為受拉鋼筋考慮，考慮粘結(jié)滑移對(duì)截面承載力的影響，砼抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度以fc代替fc

4、m。由力矩平衡公式M=0，力平衡公式X=0可得：fcAc=fyAs Nss ,    MufcAc(hos hoc)-Nss(hos-hoss) MssAc：受壓區(qū)砼的面積，hoc、hoss、hos分別為受壓區(qū)砼的合力點(diǎn)、鋼骨中心以及受拉鋼筋合力點(diǎn)至截面受壓邊緣的距離。對(duì)于鋼骨偏置在受拉區(qū)的非對(duì)稱截面，按鋼與砼組合梁的設(shè)計(jì)方法計(jì)算處理，為保證砼與鋼骨整體作用，在鋼骨上翼緣設(shè)置剪力連接件。在設(shè)計(jì)中值得注意的是，在鋼骨部分受彎承載力的計(jì)算中可不考慮局部壓屈，基于受力構(gòu)件達(dá)到受彎承載力極限狀態(tài)時(shí)，比彈性極限受彎承載力有所提高采用截面塑性發(fā)展系數(shù)s，實(shí)際應(yīng)用中，

5、根據(jù)構(gòu)件重性可偏于安全取s =1.0。鋼骨砼梁受剪承載力按照承載力極限狀態(tài)理論VVssy Vrcbu。V為梁的剪力設(shè)計(jì)值，Vssy為梁中鋼骨部分的受剪承載力，Vrcbu為梁中鋼筋砼部分受剪承載力，無地震作用組合時(shí)cbbhbocbbhbo。鋼骨砼梁裂縫寬度和抗彎剛度，鋼骨砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程給出了計(jì)算公式，不對(duì)稱鋼骨砼截面抗彎剛度可按下式計(jì)算。B=EsAshbo2/1.15 0.9 6Ef) EssIss三、工程實(shí)例華天貴賓樓工程，地下二層，地上二十八層，標(biāo)準(zhǔn)層層高3.3米，總高99.35米，總建筑面積48000平方米。南北向沿高度作內(nèi)外7.08°7.91°傾斜，頂部最大外公傾平面

6、尺寸達(dá)14米，外傾面積7700平方米，其傾斜部分采用斜向鋼骨砼柱與水平鋼骨砼梁拉結(jié)，受層高和各專業(yè)安管道安裝空間的限制，為滿足建筑凈空使用求，軸線跨度為11.955米，橫向次梁梁高只能做成600毫米，高跨比接近1/20，且位于外挑部位，梁身剛度很難保證，經(jīng)方案比較，確定采用鋼骨砼寬扁梁。此建筑主樓結(jié)構(gòu)整體采用“SATWE”進(jìn)行分析計(jì)算。其頂層內(nèi)力最大，最大正彎矩設(shè)計(jì)值M=829.0kN·m，最大剪力設(shè)計(jì)值V=331.6kN，軸向力設(shè)計(jì)值N17.2kN，短期效用組合下彎矩標(biāo)準(zhǔn)值Mk=637.7kN·m。結(jié)合框架柱梁分析結(jié)果，假定梁截面尺寸700×600（h），鋼骨采

7、用Q235等級(jí)C的熱扎H型鋼HM450×300（440×300×11×18mm），截面特征見表1表1         Ess    Iss    Wss    fss    fssy    fssv    2.06×105MPa&

8、#160;   56100×104mm4    2550×103mm3    215MPa    235MPa    125MPa            摘簡(jiǎn)介鋼骨砼梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并通過工程實(shí)例，著重說明其設(shè)計(jì)思路，及節(jié)點(diǎn)構(gòu)造和有關(guān)施工技術(shù)求，特別是在大 

9、60;       本篇論文是由3COME文檔頻道的網(wǎng)友為您在網(wǎng)絡(luò)上收集整理餅投稿至本站的，論文版權(quán)屬原作者，請(qǐng)不用于商業(yè)用途或者抄襲，僅供參考學(xué)習(xí)之用，否者后果自負(fù)，如果此文侵犯您的合法權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們。混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30，fc=15MPa，縱向鋼筋fy=310MPa，fsv=210MPa。（1）正截面抗彎、斜截面抗剪承載力計(jì)算表2         名稱    公式    

10、計(jì)算結(jié)果    鋼骨受彎承載力    Mssby=rswssfss    575.7kN·m    鋼筋砼受彎承載力    Mrcb=M-Mssby    253.3kN·m    鋼筋砼受彎配筋    As=Mrcb/fsyhco  &#

11、160; 1504mm2    鋼骨受剪承載力    Vssy=twhwfssv        鋼筋砼剪彎承載力    Vrcb=V-Vssy    <0    （表中a=35mm，hbo=hb-a=600-35=565mm）    選816，As=1608mm2

12、 , As>minbh    選1318，As=3315mm，箍筋按構(gòu)造，vminc/fyv=0.14%，選8150（四肢箍）cbbhbocbbhbo=1483kN>Vrcb=0    滿足求（3）裂縫寬度驗(yàn)算表3         名稱    公式    計(jì)算結(jié)果       

13、     受拉鋼筋配筋率    =AS/bhbo             受壓翼緣增強(qiáng)系數(shù)    f=(bf-b)hf/bhbo             砼截面開裂彎矩    MC2ftk&

14、#160;   118.4kN·m    118.4kN·m    短期荷載效應(yīng)組合下鋼筋砼部分所承擔(dān)的彎矩    Mrck =EsAShbo/EsAShbo ESSISS/hos0.2 6Ef)×MK    421kN·m    492 kN·m    鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)

15、60;   =1.1(1-MC/Mrck)            折算直徑    dc=4(As Asf)/s            受拉鋼筋和鋼骨受拉翼緣配筋率    te=（As Asf     

16、           摘簡(jiǎn)介鋼骨砼梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并通過工程實(shí)例，著重說明其設(shè)計(jì)思路，及節(jié)點(diǎn)構(gòu)造和有關(guān)施工技術(shù)求，特別是在大         本篇論文是由3COME文檔頻道的網(wǎng)友為您在網(wǎng)絡(luò)上收集整理餅投稿至本站的，論文版權(quán)屬原作者，請(qǐng)不用于商業(yè)用途或者抄襲，僅供參考學(xué)習(xí)之用，否者后果自負(fù)，如果此文侵犯您的合法權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們。       &

17、#160;短期荷載效應(yīng)組合下受拉鋼筋的應(yīng)力    skshbo    >310MPa    <310MP（表中Es=2.0×105MPa Ec=3.0×104Mpa Xe=ES/EC=6.67 hfbo=113mm）梁最大裂縫寬度Wmax=2.1(sk)/(Ese/te)=2.1×0.8352×301.87/(2.0×105平均裂縫寬度Wm=Wmax    （4）撓度變形計(jì)算

18、近似取鋼骨砼梁荷載為均勻分布。表4         名稱    公式    計(jì)算結(jié)果    短期荷載效應(yīng)組合下截面抗彎剛度    B=EsAshbo2/1.15 0.2 6Ef) EssIss    2.851×1014N·mm2    長(zhǎng)期荷載效應(yīng)組合下鋼筋砼部分所承擔(dān)的彎矩    Mrclk=(Mlk/Mk)Mrck    446.0kN·m    長(zhǎng)期荷載效應(yīng)組合下梁的抗彎剛度    Bl=Mrck/(Mrck 0.6Mrclk)×EsAshbo2/1.15 0.2 6Ef) EssIss    2.254×1014N·mm2（表中砼保護(hù)層厚度c=25mm,鋼筋表