鋼與混凝土的連接與組合

1、第二章-鋼與混凝土的連接與組合 了解了解組合效應(yīng)與剪切連接的意義組合效應(yīng)與剪切連接的意義 了解了解連接的類型與方式連接的類型與方式 掌握掌握連接件的計算，重點掌握栓釘連接件的計算連接件的計算，重點掌握栓釘連接件的計算 熟悉熟悉剪切連接的構(gòu)造要求剪切連接的構(gòu)造要求基本要求p 組合結(jié)構(gòu)的組合效應(yīng)能充分發(fā)揮作用的關(guān)鍵：鋼與混凝土必須可靠連接。p 組合效應(yīng) 能有效傳遞混凝土與鋼材界面上的剪力 具有抵抗混凝土與鋼材在界面處的分離趨勢的能力，俗稱“掀起力”組合效應(yīng)組合機理qAbhhL/2L/2maxmaxmaxmax非組合梁組合梁qAbhhL/2L/2maxmax組合機理組合機理非組合梁2232maxma

2、x8312216bhqlbhhqlIMybhqlbhqlbhV83142323max34344645122384523845EbhqlbhElqEIlqf組合梁2232maxmax16312)2(8bhqlhbhqlIMybhqlhbqlhbV83)2(2123)2(23max34344256512)2(38453845EbhqlhbEqlEIqlf2max22233816:qlqlbhbhmax338:8qlqlbhbh44335564384:qlqlEbhfEbhWhy？慣性矩剛度33:1263Ibhbh組合機理非組合梁變形不協(xié)調(diào)界面上設(shè)置足夠強度和剛度的剪切連接件，使得上下梁的變形協(xié)調(diào)

3、剪切連接件能完全抵抗在界面上產(chǎn)生的縱向剪力不致發(fā)生連接件破壞； 剪切連接件應(yīng)具有足夠的剛度，不致因剪切連接件本身的彎曲和剪切變形在界面上產(chǎn)生滑移。組合機理組合梁中的組合梁中的“掀起力掀起力”LEIlEICDAB)()(上下梁有分離的趨勢剪切連接件必須能承受受荷后產(chǎn)生分離趨勢的“掀起力”CDABff剪切連接方式p鋼-混凝土組合板：鋼板的凹凸肋、復(fù)雜的槽紋與花紋、加焊橫向鋼筋p鋼管混凝土：自然粘接p鋼與混凝土組合梁：完全依靠剪切連接件剪切連接件p作用全部或部分承受界面上的縱向剪力全部或部分阻止界面處混凝土板與鋼梁的縱向滑移抵御使混凝土板與鋼梁上下分離的“掀起力”p分類按承受縱向剪力能力分為：完全剪

4、切連接、部分剪切連接按抵抗縱向滑移的能力分為：柔性連接、剛性連接剪切連接件完全剪切連接：在達到承載能力極限狀態(tài)時所產(chǎn)生的縱向剪力，完全由所配剪切連接件承擔。部分剪切連接：剪切連接件所承擔的總剪力小于達到承載能力極限狀態(tài)時產(chǎn)生的縱向剪力。部分剪切連接適用于當梁的失效不由梁的強度所控制的情況，如變形過大或鋼梁失穩(wěn)。栓釘連接件彎筋連接件剛性連接件：剪切連接件柔性連接件：柔性連接件比剛性連接件的剛度小，而變形能力大。柔性連接件一般用于房屋建筑中。剛性連接件通常用于不考慮剪力重分布的結(jié)構(gòu)。除剛度有區(qū)別外，兩種連接件的破壞形態(tài)也不一樣。剛性連接件容易在周圍的混凝土內(nèi)引起較高的應(yīng)力集中，導(dǎo)致混凝土發(fā)生壓碎或

5、剪切破壞，甚至在連接件與鋼梁間的焊接處發(fā)生破壞；柔性連接件的剛度較小，作用在接觸面上的剪力會使其發(fā)生形變，當混凝土板與鋼梁之間產(chǎn)生滑移時，其剪切承載力不會降低(塑性)。利用這一點可以考慮組合梁交界面處的剪應(yīng)力重分布，減少剪切連接件的使用數(shù)量，使剪切連接件分段均勻布置，便于設(shè)計和施工。剪切連接件剪切連接件的設(shè)計試驗研究剪力連接件標準試驗法-標準推出件由于剪切連接件受力復(fù)雜，不易直接采用理論方法分析確定其承載力，一般通過試驗方法得到。確定剪切連接件的試驗方法有：p 推出試驗p 梁式試驗剪切連接件的設(shè)計剪切連接件的基本力學(xué)性能用荷載-滑移曲線反映，國際上以推出試驗作為連接件的標準試驗。栓釘荷載滑移曲

6、線連接件的極限強度與混凝土強度、栓釘?shù)闹睆?、栓釘材料的強度等因素有關(guān)。栓釘剪切連接件的靜力強度大致與栓釘?shù)闹睆降钠椒郊盎炷翉姸鹊钠椒礁烧?。剪切連接件破壞形式 連接件受剪受拉破壞一般在混凝土強度等級比較高的情況下發(fā)生。這時連接件的承載力與混凝土無關(guān)，取決于連接件的類型及材質(zhì)，這種破壞還包括焊縫破壞。剪切連接件破壞形式 連接件附近混凝土破壞壓應(yīng)力底部最大，沿高度逐漸減小，接近頂部反向。破壞特征：連接件前方根部混凝土局部受壓破壞或劈裂。剪切連接件破壞形式 連接件附近混凝土破壞槽鋼連接件的破壞形態(tài)以混凝土板劈裂最為常見，混凝土板中在連接件受力方向形成宏觀縱向裂縫，在垂直方向形成宏觀橫向裂縫。連接

7、件的承載力取決于混凝土的強度等級。栓釘連接件(圓柱頭焊釘連接件)制造工藝簡單，不需要大型軋制設(shè)備，適合工業(yè)化生產(chǎn)；焊接速度快，受作業(yè)環(huán)境的限制較少，便于現(xiàn)場焊接和質(zhì)量控制；各向同性，受力性能好，沿任意方向的強度和剛度相同，對混凝土板中鋼筋布置的影響較小。因此，栓釘連接件已成為目前應(yīng)用最廣泛的剪切連接件。剪切連接件設(shè)計剪切連接件的計算p 栓釘連接件 （鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50017-2003）cvsccs0.430.7NAf EAfsccAfEf栓釘桿的截面面積； 混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值；混凝土的彈性模量； 栓釘材料的抗拉強度設(shè)計值；栓釘材料抗拉強度最小值與屈服強度之比，及強屈比。試驗表明，當混

8、凝土立方體抗壓強度小于35MPa時，栓釘承載力與栓釘面積、混凝土軸心抗壓強度和彈模有關(guān)；當混凝土強度大于35MPa時，栓釘最大受剪承載力取決于栓釘?shù)募羟心芰?。考慮栓釘受到周圍混凝土的約束，其剪切強度有所提高，故取栓釘剪切強度為抗拉強度的70（原一（原一般為58）。）。p 用于連接壓型鋼板混凝土組合板的帶頭栓釘 組合梁翼緣采用壓型鋼板組合板時，栓釘受力比采用混凝土板復(fù)雜，剪切承載力有所下降。 當壓型鋼板的板肋與支撐梁平行時ccedetvvvvee=0.61bhhNNhh剪切連接件的計算we1.5bh 當時當壓型鋼板的板肋垂直于支撐梁ccedetvvvvee00.85=1bhhNNhhnn0：組合

9、梁截面一個板肋中的栓釘數(shù)量，多于3個時，按3個計算p 槽鋼連接件剪切連接件的計算0.26(0.5 )cVfwcccNttlE ffwcttl槽鋼翼緣的厚度 槽鋼腹板的厚度槽鋼的長度p 彎筋連接件剪切連接件的計算 在連續(xù)組合梁的負彎矩區(qū)段，由于混凝土板受拉，連接件的剪切承載力有所下降，應(yīng)乘以折減系數(shù)0.9(中間支座兩側(cè))和0.8(懸臂梁的負彎矩區(qū)段)ststAf斜筋的截面面積 斜筋的抗拉強度設(shè)計值剪切連接件的構(gòu)造要求p 連接件的混凝土保護層不小于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。p有板托的組合梁，連接件應(yīng)滿足：側(cè)面保護層不小于40mm;混凝土板托的外邊緣應(yīng)當在自連接件根部所引的與翼緣45的斜線以外。剪切連接件的構(gòu)造要求剪切連接件的構(gòu)造要求p 帶頭栓釘連接件，長徑比 h/d不小