鋼混凝土組合結構

山東科技大學鋼結構工程研究所王來鋼-混凝土組合結構第二章壓型鋼板-混凝土組合板

一、組合構件工作的基本原理非組合構件。以組合梁為例，若二者交界面處沒有連接措施，則在豎向荷載作用下，混凝土板截面和鋼梁截面的彎曲變形相互獨，各自有中和軸。若忽略摩擦力，交界面上僅有豎向壓力，二者之間必定發(fā)生相對水平滑移錯動。所以，其受彎承載力M=M1+M22.1基本原理組合構件。如果在鋼梁上翼緣設置足夠的抗剪連接件并伸入混凝土板形成整體，阻止板和鋼梁之間的相對滑移，使二者的彎曲變形協調，共同承擔荷載的作用，則稱為組合梁。在荷載作用下，組合梁截面僅有一個中和軸，混凝土板主要承受壓力，鋼梁主要承受拉力。與非組合梁相比，組合梁的中和軸高度和內力臂增大，其受彎承載力顯著提高。組合梁的截面高度大，因而剛度也大。

掀起作用。一般在板梁交界面上的豎向分布力為壓力。當荷載作用于鋼梁上時，交界面上豎向分布力為拉力，將引起板、梁的分離。組合梁中這種上下層分離的趨勢稱為掀起作用。由于掀起力遠小于交界面上的剪切力，而且抗剪連接件的形狀具有一定的抗掀起作用，在設計中一般不進行抗掀起計算。在壓型鋼板-混凝土樓板中，鋼板和混凝土的組合作用不是通過抗剪連接件，而是依靠壓型鋼板的縱向波槽，鋼板上的壓痕、開的小洞、沖成的孔眼或在鋼板上焊接的橫向鋼筋等措施實現的。

二.完全抗剪連接和部分抗剪連接

根據抗剪連接件的布置、數量和受剪承載力，可把組合構件分為完全抗剪連接和部分抗剪連接兩類。完全抗剪連接是指即使在組合構件（梁）產生彎曲破壞的最不利截面處再增加連接件的數量，構件的受彎承載力也不再增加時的抗剪連接設計。抗剪連接件的數量少于完全抗剪連接所需要的數量時，稱為部分抗剪連接。在實際工程中，在滿足設計要求的情況下，采用部分抗剪連接可以取得較好的經濟效益。

三.鋼-混凝土組合梁板結構的計算方法

鋼-混凝土組合樓蓋的計算方法有彈性理論方法以及考慮截面塑性變形發(fā)展的塑性理論方法。彈性理論方法就是工程力學方法，適用于組合梁、組合板構件的施工階段計算，組合板承載力計算，直接承受動力荷載的組合梁承載力計算及變形計算。計算時，采用換算截面，即根據應變協調和總內力不變的原則，把混凝土面積Ac除以αE換算成等效的鋼材截面面積（αE為鋼材與混凝土的彈性模量之比）。當考慮荷載長期作用（混凝土徐變、收縮等）的影響（例如變形控制驗算）時，混凝土面積Ac應除以2αE換算成等效鋼材截面積。塑性理論方法適用于計算承受靜力荷載或間接動力荷載組合梁的承載力，計算時，考慮結構的內力重分布和構件的應力重分布。吊車梁以承受動力荷載為主，靜力荷載（自重）僅占一小部分，所以它是直接承受動力荷載的構件。2.卷2壓型葬鋼板-混凝蛋土組廉合板一.壓型迅鋼板-混凝確土組居合板番的優(yōu)壯點非組惱合板孟。若僅芳考慮型把壓喪型鋼色板作肚為澆利注混杏凝土負時的備永久變性模蒙板使駝用，款則壓鞏型鋼溜板只闊需要付滿足貫施工懲階段趣的承以載力悅和變捆形要辛求。伶施工向完成釣后，討全部轉使用躲荷載潔由混離凝土尼板承穩(wěn)受。親其設數計方烏法與束鋼筋浩混凝義土板賢相同拌，對旋壓型相鋼板描的截咬面構裁造也際無特兩殊要冰求。組合勻板。若壓估型鋼涂板除按在施傘工階耀段作繼為模梯板使烘用外融，在惠使用濟階段李還作推為混季凝土兩板的掀受力閥鋼筋此或部傾分受查力鋼幟筋，離與混握凝土卡共同座工作倚承擔擱使用乎荷載忍。此汪時，派為保閉證混港凝土靈與壓遵型鋼謙板的裂共同孤工作砌，在罵壓型還鋼板方表面兵需設特置抗掙剪齒禽槽或蠟者采鬼取開篩孔洞箭、焊花接短抽鋼筋疤、橫何向鋼面筋等借措施蛾，以使抵抗測交界徑面的謹縱向唉剪力碼和豎掘向撳針起力果。此育外，腫還要卷考慮魚對板醬的防冬火性桑能和邪耐久抗性能縱的要念求。后常見胳的壓稅型鋼營板和條混凝床土的奔組合辦形式赤見圖壓型岡鋼板-混凝描土組凡合板送具有咸下列叨優(yōu)點亞：壓型最鋼板舅可作搏為澆如灌混旬凝土扇的模穿板，詳節(jié)省幻玉了大冠量木呼模板枕及支艦撐；壓型圾鋼板懇非常住輕便誓，堆威放、伍運輸鍬及安性裝都譯非常狡方便嚇；使用林階段錢，壓伐型鋼班板可妥代替菌受拉沉鋼筋汽，減卡少鋼源筋的碧制作意與安筑裝工顫作。剛度繁較大浙，省棗去許臘多受史拉區(qū)鵝混凝讓土，絕節(jié)省景混凝移土用正量，咬減輕帽結構痛自重舊；有利紗于各群種管騙線的脂布置姐、裝成修方啄便；與木伏模板協相比永，施罩工時窩減小脂了火章災發(fā)已生的土可能負性；壓型鮮鋼板鵝也可奶以起攔到支艷撐鋼菠梁側俘向穩(wěn)押定的秀作用概。組合良板的違總厚科度不倆應小咽于90組mm，壓攏型鋼燥板翼煌緣以晚上混奏凝土趴的厚紐奉度不液應小舞于50茅mm。混蝕凝土負強度案等級店不宜腥低于C2乓0，骨舒料尺淡寸不裂應大圾于0.非4hc、壓唱型鋼坦板肋鑼平均觀寬度肯的1/吩3和30庭mm三者求中的逝較小扒值。組合婆板中掀應設野置分梳布鋼救筋網溉，以抽承受使收縮挨和溫濱度應徐力，谷提高四火災旅時的僑安全紋性，墾并起痛到分科布集泥中荷刮載的關作用揉。分貞布鋼櫻筋兩暈個方禮向的獲配筋周率均尤不宜愁少于0.塑00希2。在有張較大耍集中回荷載芬區(qū)段筐和開怎洞周革圍應類配置膨附加伏鋼筋慶。當坊防火漆等級框較高黨時，妙可配澡置附生加縱研向受蕉拉鋼繭筋。簡支課板的堆支座論上部嫂應配眨置構掠造負眠彎矩線鋼筋嫩，以逮控制烤裂縫明寬度啊。負充彎矩桂鋼筋彼的配職筋率賴不小泛于0.象00媽2，其罪截斷躲點距練支承岡邊的晚長度仗不小則于l/沈4（l為板馳的跨言度），捧且每召米不江少于5根。懸臂琴板和斃連續(xù)點板的行支座毛負彎掌矩區(qū)魚段應市配置沫縱向指受拉灰鋼筋笛，其購計算能與一襪般鋼終筋混帶凝土妥板相附同，測但要亦考慮褲截面釣中由淹于壓的型鋼炕板有溝波槽雕在受叨壓區(qū)依所形煎成的嫁缺口蠟。受怎壓區(qū)挎鋼板蜓的受致壓屈屑曲，剪計算武時忽普略不湊計。二.壓型騎鋼板-混凝叼土組以合板委的構香造要舟求組合勞板在紙鋼梁遇上的翅支承仇長度冒不應忽小于75窯mm，其兆中，捐壓型盒鋼板漸的支包承長北度不腎小于50火mm，（聞圖(a刷),初(c瀉)）。凝支承緒于混燭凝土菊構件弱上時房誠，組圍合板條的支說承長住度不舒應小悠于10毛0m犬m，壓均型鋼匙板的乓支承日長度龜不應邊小于75專mm（圖(b貧),齊(d粉)）?？斑B續(xù)鏟板或處搭接霞板在秒鋼梁猶上的育最小聲支承宰長度攤為75痰mm，支路承于隙混凝祥土構億件上怕時則員為10穩(wěn)0m慣m（圖(e啊),戶(f阿)）。壓型現鋼板招與鋼嘆梁的共連接齡采用圓頭攀栓釘，栓局釘穿斃透壓纖型鋼織板焊古接于煎鋼梁授上，笛或將蟻鋼板剖端部穗肋壓拴平后齊焊接療于鋼懂梁上劉（圖趴）。逃栓釘毯直徑籍一般理為：蕩板跨撲度l<債3m時，似取13垮-1攔6m術m；板任跨l=常3-彩6m時，凍取16-留19古mm。栓詞釘應盤高出贏壓型任鋼板居上翼弊緣35矮mm以上懸。組左合板悟中，猜栓釘下僅作莫為壓裁型鋼拜板與抓混凝項土交凝界面小上的區(qū)抗剪蜂能力憐儲備銜，不慕必計膏算。組合移板端篇部的腦連接壓型斃鋼板緩與混規(guī)凝土永梁連姿接。趴圖(a妙)：在朋壓型松鋼板洲端部嚴打孔修，把擱鋼筋爛插入摔預留抖孔水挎泥漿卡中、賴或在免壓型盡鋼板陜上用妖栓釘韻連接忙件將巡壽其固注定在茅梁上駁；圖(b把)：從美梁內假伸出有錨固尖鋼筋篩與現門澆混用凝土祥接合瓦在一曾起；背圖(c慮)：在家壓型孝鋼板威端部邪沖出滋許多姿魚尾茶狀條養(yǎng)并擰尿成麻困花狀潔，澆暫筑在認混凝疲土中勤。以灑上做志法都較能增企強板伶的組囑合效反果。1.局部劫荷載故作用曲的有霉效分逝布寬扁度三.組合篇板的歌計算集中漫荷載友的分皇布寬喚度：俯按沿憑荷載晨作用抵邊緣謀沿45狂°線傳聞遞bf1—荷載勵分布桿有效桶寬度；bf—組合跑板上賠集中轎荷載種或線互荷載刻的實秩際作落用寬瞞度；hc—壓型堆鋼板絡頂面分以上皺混凝峽土的備厚度；hf—樓板母飾面滾層厚恰度。組合戚板在商集中購荷載路作用悔下的遙有效寒寬度均按下嫁式計緒算：1）抗小彎承滿載能虛力計卡算簡支炊板：連續(xù)開板：2）剪州切計半算取吃：l為板酒跨；a為剪脅跨，取集蒼中荷槳載作管用點錫至較盒近支感座間便距離2.水平社剪力滿的傳壺遞形堵式依靠集壓型觸鋼板垮的縱檔向波撓槽；依靠吐壓型寄鋼板如上的刻壓痕撫、小旬洞或薦沖成油的孔獄眼；依靠涌壓型飄鋼板巷上焊雕接的罵橫向僑鋼筋惰；設置伏于端臭部的視錨固喚件，屆其中某端部目錨固生件要障求在別任何態(tài)情形雅下都南應當書設置蒜。3.組合致樓板哄的設趁計(1爪)樓板望分類勢：組賺合板膜和非倡組合叔板組合辨樓板澤的設眠計不伸僅要甩考慮饒使用淺荷載磁，亦燭要考護慮施幟工階您段荷椅載作奴用。眼如果盟壓型余鋼板求的跨抱中撓順度w0大于20籌mm時，騙確定?；炷酵磷蕴熘貞獡慰紤]堂撓曲萌效應申，在怒全跨孔增加顆混凝震土厚如度0.里7w0，或思增設托臨時躺支撐鴉。(2捧)施工朽階段驗算恨壓型藥鋼板——進行嚷強度矮和變擊形驗留算永久亮荷載非包括難壓型罩鋼板排、鋼霞筋和堅混凝支土的涂自重礎；可器變荷益載包奏括施耗工荷禁載和典附加愿荷載遼。當虎有過面量沖乘擊、烤混凝筑土堆革放、程管線祥和泵篇的荷利載時祝，應桶增加源附加攜荷載散。驗算大采用雀彈性傷方法唉，單館向板(3暖)使用枯階段非組徒合板杰：壓襲型鋼渡板僅斗作為爽模板攔使用產，不粒考慮黨其承踢載作臥用，栗可按盒常規(guī)戒鋼筋段混凝恭土樓跑板設盟計。甜無須階防火遣。組合榮板荷載迅：永鈴久荷取載、印可變同荷載志等驗算枕內容貍：強壘度和攏變形變形潮驗算讓的力紅學模塞型：火單向刪彎曲炎簡支琴板承載抓力驗握算的秤力學遙模型層：按壓忘型鋼桿板上緊混凝竟土的糕厚薄史確定圣計算絕模型驗算悲包括番：正螞截面捎抗彎倚承載筆力、蒼抗沖蘋剪承逼載力摸和斜問截面倒抗剪毛承載腦力適筋翼板和訴超筋弄板。隨彎正矩的和增大賤，組巷合板簡中壓變型鋼跟板從受拉欣邊開挺始屈屋服，并陽發(fā)展杠到整個乘高度，然霉后受翁壓邊姑緣混茂凝土高達到路極限啊壓應只變而做壓碎哀破壞街，這誤種板宇為適筋錘板。當戚板厚抽相對拿較小拐、含鈔鋼率冊較大盯時，焦受壓脊區(qū)混販凝土助將先欺于鋼合板屈倉服而腰達到籃極限忙壓應障變，蘿壓碎索破壞彈，這錯種板阿為超筋炸板。有糞時超級筋板吐難以際避免賣，因危為壓附型鋼岔板的搶面積礦和尺鋤寸選玻擇還崖取決朱于施頃工階緩段的穗受力萬情況琴。相對崗界限火受壓蜻區(qū)高忙度和仿界限講配筋晚率為昌：（4）正委截面亭抗彎為承載仇力驗兆算適筋僻板的醋受彎萌承載弦力按格下式控計算藥：超筋趣板的功受彎丸承載衡力計追算較己為復崖雜，嫌一方放面是聾由于綱壓型叮鋼板香中的送應力例隨截舉面高終度是帝變化托的，培另一霞方面加還要兆考慮換施工而階段幕是否撿受截谷。為鑒簡化升起見晴，其蜂受彎盛承載馳力可黎偏于謊安全肉地取插界限高破壞鳥時的棗受彎縮慧承載橋力：式中x

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0.州7ftumhcFl—局部抓集中屋荷載壞設計沸值；ft—混凝浸土軸疼心抗拼拉強花度設憂計值槐；hc—組合好板混東凝土猛層的孝厚度供；um—臨界閃截面樣的周愈長，喂即距潑離集毯中荷降載作就用面犯積周諸邊處涂板垂草直截愛面的恰周長行，按脅下式緩計算排：（6）斜券截面念抗剪死承載辰力驗便算組合飄板斜斃截面況最大筒剪力繁設計扔值Vc應當頭滿足:(7儲)組合撇板的霞變形英計算①厘施工蓋階段咱變形堪計算因為箱組合伏板施香工階車段將寨壓型攔鋼板票作為乓模板新，并賞且是等操作先平臺惜，因足此其研施工許階段喝的變歷形驗肥算顯鴿得更羽為重合要。荷載吳：仍按太施工谷階段燈承載方能力軌驗算應，包稿括壓粉型鋼襪板及傘濕混叢凝土品自重專以及警施工勝活荷欠載（托包括網機具泳、人鍬員、塌材料蘭等）粘；考慮蜘施工迷時壓寸型鋼把板彎臘曲變度形、餐混凝梅土自勻重乘檔以1.室1；活撕荷載江不小雅于1.斗5kN/m2,但是碗變形遲計算企均取息標準書值。施工毅階段總是驗平算壓已型鋼訴板的荒變形悉，不遙允許遙塑性熱變形爬。故絲式按彈周性計案算：Ess—壓型菊鋼板郊的彈夫性模姑量；Is—為計回算寬篇度上錯壓型兵鋼板魔的慣環(huán)性矩霸；q1k—施工殃階段憶單位切計算蠻寬度夕壓型冠鋼板訴上的枯荷載守標準拍值；a—撓度翼系數垃，根胡據彈煩性分殿析，乘簡支嫁板的落撓度耽系數椒為5/頁38幟4，兩跨殼連續(xù)談板的慚撓度系侵數為1/帽18句5。要求障施工林階段檔組合振板的鋼撓度腰不應泳超過l/20躁0及2