基于塑性理论的钢-混凝土组合连续梁桥柔性连接件分析方法
钢筋混凝土练习题考试题题库及答案全
钢筋混凝土练习题考试题题库及答案全1、混凝土的弹性模量是指变形模量。
2、属于有明显屈服点的钢筋有冷拉钢筋和热处理钢筋。
3、对于高度、截面尺寸、配筋完全相同的柱,以支承条件为两端嵌固时,其轴心受压承载力最大。
4、Ⅰa状态作为受弯构件抗裂计算的依据。
5、对于无腹筋梁,当λ<1时,常发生弯曲破坏。
6、判别大偏心受压破坏的本质条件是:ξ<ξb,说明是小偏心受拉破坏。
7、对于钢筋混凝土偏心受拉构件,下面说法错误的是如果ξ>0.8,说明是大偏心受拉破坏。
8、钢筋混凝土受扭构件,受扭纵筋和箍筋的配筋强度比0.6<ζ<1.7说明,当构件破坏时,纵筋和箍筋都能达到屈服。
9、钢筋混凝土构件变形和裂缝验算中关于荷载、材料强度取值说法正确的是荷载、材料强度都取标准值。
10、预应力混凝土先张法构件中,混凝土预压前第一批预应力损失σl1应为σl1+σl2+σl3+σl4.11、下列表述中混凝土结构使用寿命的判别基础是大面积内出现纵向裂缝为不正确。
12、混凝土若处于三向应力作用下,当三个主应力相等时,混凝土破坏。
1.横向受拉,纵向受压可提高抗压强度,而横向受压,纵向受拉则可提高抗拉强度。
2.三向受压会降低抗压强度,而三向受拉则会提高抗拉强度。
3.高碳钢筋采用条件屈服强度,以σ0.2表示,即取残余应变为0.002时的应力。
4.对适筋梁,受拉钢筋屈服时接近最大承载力。
5.第一类T形梁验算最小配筋率时应满足M≤α1fc'b'fh'(h-0.5h'f)(ρ≥ρmin),而验算第二类T形梁最大配筋率时应满足ρ≤ρmax=ξα1fc/fy。
6.在设计双筋梁时,当As。
As'满足M>α1fc'b'fh'(h-0.5h'f)时,补充条件是取ξ=ξb。
7.采用双筋矩形截面受压构件是因为截面尺寸已定,ξ>ξb。
8.无腹筋的钢筋混凝土梁沿斜截面的受剪承载力在一定范围内随剪跨比的增加而降低。
楼板计算的塑性铰线理论原理与运用
楼板计算的塑性铰线理论原理与运用摘要现浇钢筋混凝土楼板的内力计算有弹性理论与塑性理论两种方法,已制成现成的图表、手册可供查用。
鉴于目前在现浇板的内力计算中,大部分人都采用弹性理论,塑性方法几乎弃置不用,而实际上大量的工程实践证明塑性理论的计算结果既是安全可靠的,又可以比弹性理论节约钢材25%左右。
本文通过对弹、塑性计算理论的分析、比较,以及其实用范围的选择,来说明大量的、一般性的结构构件,均可以按塑性理论计算。
这样的设计指导思想,更符合当前我国基本建设项目多、任务重而建设资金并不充足的国情。
由于经典弹塑性理论中不包含任何材料内尺度参数,无法解释材料在毫米(多孔固体)、微米和亚微米(金属材料)量级时表现出来的尺度相关现象以及在薄膜塑性中出现的包辛格效应。
本文基于连续介质力学框架下的微态弹塑性理论,研究了在毫米量级出现的弹性尺寸效应及在微米、亚微米量级出现的尺寸效应和包辛格效应。
基于微态弹性理论及二阶梯度弹性理论,得到了含约束薄层简单剪切和单轴拉伸以及双材料剪切的解析解,并研究了两种理论之间的内在联系。
微态理论中的耦合因子能扮演罚参数的角色,当其趋近于无穷大时,微态弹性理论退化至二阶梯度理论,但对于单轴拉伸问题,前者并不能在全域内完全退化至后者。
数值计算结果表明基于微态弹性理论开发的有限元格式,可通过选取特定材料参数作为罚因子,用于近似求解二阶梯度理论的复杂边值问题。
边界上施加的高阶边界条件及材料本身的不均匀性都能引起弹性尺寸效应。
基于小应变各向同性硬化的微态弹塑性模型,数值研究了平压头和楔形压头的微压痕问题。
推导了该模型的有限元计算格式,开发了二维平面应变单元,并嵌入有限元程序。
直接将经典塑性流动模型的径向返回算法加以推广,得到适用于该模型本构的应力更新算法。
关键词:现浇钢筋混凝土楼板计算;弹性理论塑性理论;经济比较目录一、钢筋混凝土双向楼板肋梁楼盖设计任务书 (4)1设计题目 (4)2设计目的 (4)3设计内容 (4)4设计资料 (4)γ(由于活荷载标准值可变荷载:楼面均布活荷载标准值6kN/m2,分项系数3.1=Qγ。
钢混凝土组合结构桥梁研究新进展
钢混凝土组合结构桥梁研究新进展一、本文概述随着科技的不断进步和工程需求的日益增长,钢混凝土组合结构桥梁作为一种高效、经济且具备优良性能的结构形式,在桥梁工程中得到了广泛应用。
本文旨在综述钢混凝土组合结构桥梁的最新研究进展,包括其设计理论、施工技术、性能评估以及在实际工程中的应用案例。
文章首先介绍了钢混凝土组合结构桥梁的基本概念和特点,然后重点分析了近年来国内外在该领域的研究成果和创新点,最后展望了未来的发展趋势和挑战。
通过本文的阐述,希望能够为相关领域的学者和工程师提供有价值的参考,推动钢混凝土组合结构桥梁技术的进一步发展和优化。
二、钢混凝土组合结构桥梁的设计理论与方法钢混凝土组合结构桥梁的设计理论与方法是近年来研究的热点领域。
随着材料科学、计算力学和设计理念的进步,这种结构形式的桥梁设计理论得到了极大的丰富和发展。
在设计理论方面,钢混凝土组合结构桥梁的设计需要综合考虑钢材和混凝土的受力特性,以及两者之间的相互作用。
目前,研究者们已经建立了一套相对完善的设计理论体系,包括组合梁、组合板、组合柱等多种组合构件的设计方法。
这些理论方法综合考虑了材料的非线性、构件的截面形状、荷载类型等因素,使得设计更加精细化、准确化。
在设计方法上,钢混凝土组合结构桥梁的设计通常采用极限状态设计法,即根据结构在极限状态下的受力性能和变形要求,确定结构的截面尺寸和配筋。
随着计算机技术的快速发展,有限元分析、参数优化等数值方法也被广泛应用于钢混凝土组合结构桥梁的设计中,为设计师提供了更加便捷、高效的设计工具。
随着对结构性能要求的提高,钢混凝土组合结构桥梁的设计也开始注重全寿命设计、耐久性设计等方面。
这些新的设计理念要求在设计阶段就充分考虑结构在使用过程中的性能退化、维修加固等因素,从而确保结构在整个生命周期内都能满足性能要求。
钢混凝土组合结构桥梁的设计理论与方法在不断发展和完善中。
随着新材料、新工艺、新技术的不断涌现,未来这种结构形式的桥梁设计将更加精细化、智能化、环保化。
钢与混凝土组合梁
件和施工费用。
(4)组合梁的挠度计算(主要是考虑滑移效应的
折减刚度的计算方法)。
11.2 一般规定
压型钢板上现浇混凝土翼板并通过抗剪连接件
与钢梁连接组合成整体后,钢梁与楼板成为共 同受力的组合梁结构。 组合梁的组成及其工作原理 压型钢板组合梁通常由三部分组成,即: 钢筋混凝土翼板、抗剪连接件、钢梁。
钢与混凝土组合梁
重庆大学土木工程学院 崔 佳
11.1 组合梁的应用和发展
组合梁的应用开始于本世纪(20世纪)20年
代 ,我国从50年代开始开展组合梁的研究和应用。
最初主要用于桥梁结构,自80年代以来,由于在多 层及高层建筑中更多地采用了钢结构,使得组合梁 在建筑结构领域也得到了长足的发展。 在设计方法方面,大约在60年代以前,组合梁
正弯矩作用下,组合梁的塑性中和轴可能位于钢
筋混凝土翼板内,也可能位于钢梁截面内,计算时分
两种情况考虑。
(1)当塑性中和轴位于混凝土受压翼板内 ,即
Afbcehcfc时:
M bce xfc y
Af x bce f c
(2)当塑性中和轴位于钢梁截面内即Af > bcehcfc 时:
M bce hc f c y Ac f y1
梁或钢筋混凝土连续梁,其弯矩重分布的程度较高,
且在正常使用极限状态弯矩重分布就有很大发展。 因此,计算混凝土翼板中纵向钢筋时,应当考虑弯 矩重分布的影响。 由荷载效应标准组合计算的负弯矩区钢筋应力
可以按下式计算:
M k yr r I
由纵向钢筋与钢梁形成的钢截面的惯性矩
Mk—由荷载效应标准组合计算的截面负弯矩:
中假定钢梁与混凝土翼板有可靠连接,能保证钢筋
应力的充分发挥,忽略混凝土抗拉强度的贡献。
钢-混凝土组合结构设计理论及应用
钢-混凝土组合结构设计理论及应用摘要:本文对钢—混凝土组合结构及其设计基本要求进行阐述,从理论层面具体分析了钢-混凝土组合结构设计中特别需要注重的问题,并以某工程为例从节点设计角度探讨了钢-混凝土组合结构设计的应用。
关键词:钢-混凝土组合结构;设计;应用;节点设计Abstract: in this paper, the steel - concrete composite structure and elaborates the design basic requirements, specific analysis from theoretical aspects in the design of the steel - concrete composite structure special need to pay attention to the problem, taking a project as an example from the node design Angle discusses the application of steel - concrete composite structure design.Keywords: steel - concrete composite structure; Design; Applications; Node design一、钢-混凝土组合结构及其设计的基本要求 由两种或两种以上性质不同的材料组合成整体,共同受力、协调变形的结构,称其为组合结构。
钢-混凝土组合结构是在钢结构和钢筋混凝土结构基础上发展起来的一种新型结构,是专指型钢或用钢板焊接成的钢骨架,与混凝土形成一体的结构,是继传统的木结构、砌体结构、钢结构和钢筋混凝土结构之后的第5大结构体系。
这种组合结构体系,主要有压型钢板组合板、组合梁、型钢混凝土、钢管混凝土和外包钢混凝土等5种类型。
基于钢管混凝土柱的梁柱混合节点研究进展分析
安徽建筑中图分类号:TU973+.1文献标识码:A文章编号:1007-7359(2024)3-0062-06DOI:10.16330/ki.1007-7359.2024.3.0231引言近年来,随着建筑领域的不断发展和创新,梁柱节点作为结构设计的关键组成部分备受关注。
梁柱节点是建筑结构中至关重要的组成部分,承载着连接梁和柱以及传递和转移荷载的重要任务[1]。
国内外学者对梁柱节点开展了大量的研究工作,并研发了多种节点连接形式。
新材料的应用、优化设计方法的发展和先进的施工技术的引入,都为梁柱节点的开发和应用提供了新的可能性。
钢管混凝土柱可充分发挥外包钢管和内填混凝土两种材料的优势,具有强度高、塑性好、抗震性能优越和施工便捷等优势[2-3],广泛应用于高层建筑、大跨空间结构、桥梁工程和工业建筑等领域。
目前钢管混凝土柱-钢梁连接节点在工程领域得到了系统的研究和成熟的应用。
然而,随着结构跨度的增大或者荷载的增加,型钢混凝土梁、钢筋混凝土梁及其预应力梁因建造成本较低等原因常与钢管混凝土柱连接,形成新型结构体系。
其梁柱混合连接节点的设计和施工依然存在挑战,需要设计师和工程师不断探索和实践,以确保梁柱节点的可靠性和安全性。
为此,本文综述了此类梁柱混合节点的连接类型、试验研究、数值模拟、理论分析及其工程应用,并进一步拓展了梁柱混合节点研究内容,为理论研究和工程应用提供技术支撑。
2基于钢管混凝土柱的梁柱混合节点为了使钢管混凝土组合结构能够更好地应用于土木工程领域,国内外学者研发了基于钢管混凝土柱的梁柱混合节点,主要包括三种节点类型,即钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁混合节点、钢管混凝土柱-型钢混凝土梁混合节点和钢管混凝土柱-预应力混凝土梁混合节点。
2.1钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁混合节点钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁的连接形式主要分为加强环式节点、钢筋贯通式节点、环梁式节点、螺栓连接式节点等。
目前,针对钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁混合节点的研究已较为成熟,很多学者对该类节点进行了试验分析与理论计算,同时对该类节点进行了有限元模拟,根据参数分析结果提出了相应承载力简化计算模型和设计方法。
大跨径简支钢-混凝土组合梁桥设计及计算分析
219 2021年第8期工程设计孙龙龙台州市交通勘察设计院有限公司,浙江 台州 318000摘 要:经综合考虑施工工期及桥下道路和航道的通行需求,台州路桥机场进场道路工程小伍份立交桥主跨采用1~55m 大跨径简支钢-混凝土组合梁。
钢-混凝土组合梁桥由槽型钢结构主梁与混凝土桥面板组合而成,中间通过剪力键连接,充分利用了钢结构的受拉性能和混凝土的受压性能,实现了工厂化制作,具有现场操作少、结构适应性强的优点。
文章通过对1~55m简支钢-混凝土组合梁桥设计进行计算分析,旨在为同类项目的设计提供参考。
关键词:钢-混凝土组合梁桥;大跨径;简支中图分类号:U442.5 文献标志码:A 文章编号:2096-2789(2021)08-0219-03钢结构桥梁具有跨越能力强、结构自重轻、建筑高度小、施工方便、周期短、对交通影响小等优点,而钢-混凝土组合梁桥除具有钢结构桥梁的优点外,还具有节省钢材、增加结构刚度和稳定性、减少钢梁腐蚀等优点,近年来得到了广泛的应用,但其也存在工程造价高、后期维护费用高等不足。
钢-混凝土组合梁桥可分为钢板组合梁桥、钢箱组合梁桥、钢桁架组合梁桥和波形钢腹板组合梁桥等,其施工过程一般是先由工厂制作钢梁节段,运至现场后进行吊装,拼装完成后施工桥面板,桥面板可采用预制和现浇两种施工方法制作。
钢-混凝土组合梁桥施工过程及施工方法的不同会影响最终主梁结构受力,可通过一些措施改善桥梁受力状况。
1 工程概况台州路桥机场进场道路工程为双向四车道一级公路,设计速度为80km/h,路基宽度为28m,预留远期拓宽条件。
路线总体呈南北走势,起点位于椒江区下陈街道,与椒新路平交,终点位于路桥区蓬街镇,与东方大道相交,路线全长约5.2km。
2 桥梁方案选择小伍份立交桥需要跨越石八线与青龙浦,由于石八线位于青龙浦北侧岸边,两者之间无设墩条件,桥梁与被交路和河流交叉角度约为124°,受通航净空限制,水中无条件设墩,需要采取一跨跨越。
组合梁桥的设计理念和案例分析
组合梁桥的设计理念和案例分析摘要:研究了组合梁桥的设计理念,对其设计计算理论、整体构造设计和局部连接设计进行了深入分析,从而明确了开展组合梁桥设计的基本方法和思路。
探讨了组合梁桥设计的关键难题,即负弯矩区混凝土抗裂设计问题,并提出了相关改善措施和技术。
最后,基于钢混组合梁桥的设计理念,以波形钢腹板组合梁桥为案例,分析了这一具体组合梁桥的设计方法和要点。
关键词:组合梁桥;设计理念;案例分析;计算理论;连接构造;负弯矩区抗裂1 前言组合结构在土木工程领域的应用越来越多,目前广泛采用的组合结构是钢筋混凝土与钢结构组合的结构型式,充分利用了钢材抗拉强度高、混凝土抗压性能好的优势,并通过混凝土约束钢构件的屈曲和疲劳问题,通过钢结构降低混凝土的材料使用并回避了抗裂性能差等问题,从而提升结构跨越能力,降低工程建设成本。
目前钢混组合结构在桥梁工程中应用越来越广泛,典型的钢混组合梁桥、钢混组合桥塔、钢混组合桥梁体系等。
论文分析钢混组合梁桥的设计理念,并指出其设计需要考虑的主要问题和难题,最后结合波形钢腹板预应力组合梁桥的设计,分析设计要点和方法。
促进组合梁桥结构体系在桥梁设计中的实践与应用。
2 组合梁桥的设计理念组合梁桥的设计理念就是充分发挥钢材与混凝土材料各自的结构优势,具体而言就是充分利用钢材的抗拉强度高的特性,充分利用混凝土受压稳定好、强度高及耐久性好的特性,并尽可能回避钢材与混凝土材料的技术劣势,如钢构件的受压屈曲问题、反复荷载疲劳问题、易受腐蚀问题等,混凝土材料抗裂性能差、结构自重大、容易碳化等。
具体而言,开展组合梁桥的设计需要考虑如下几个理念,即计算理论、整体构造、局部连接三个方面。
2.1设计计算理论计算理论是指导钢混组合结构设计的基本理念,通过计算理论能够明确钢混组合结构梁桥的承载性能和抗裂性能,目前用于钢混组合梁设计的基本计算理论有全弹性和弹塑性理论。
全弹性理论认为极限承载状况下组合结构的破坏是边缘屈服准则,边缘应力状态超过材料的允许应力水平就会发生失效,认为钢材和混凝土都是弹性体直到梁体破坏失效,并且钢材与混凝土的连接完好。
对钢--混凝土组合梁抗弯承载力的认识
对钢--混凝土组合梁抗弯承载力的认识西平铁路后河村特大桥:有着亚洲铁路“第一跨”之称的西平铁路后河村特大桥80米钢-混凝土组合桁架梁。
钢--混凝土组合梁由于能充分发挥钢材和混凝土各自的材料特性,使其在桥梁结构中大量被采用,成为第五大类结构。
钢--混凝土组合梁最初的计算方法是基于弹性理论的换算截面法,即假设钢材与混凝土均为理想弹性体,两者连接可靠,完全共同变形,通过弹性模量比将两种材料换算成一种材料进行计算。
然而,钢材和混凝土都是弹塑性材料,需要考虑塑性发展带来承载力的提高。
我国现行的涉及组合梁计算的规范中,《钢结构设计规范》和《钢--混凝土组合结构设计规程》规定,组合梁的计算可采用塑性设计方法,考虑全截面的塑性发展,但都没有考虑钢梁与混凝土桥面板的相对滑移对承载能力的影响。
钢-混凝土组合梁的欧洲分类《欧洲规范4》根据截面的转动能力将钢-混凝土组合梁分为四类。
第一类截面能够形成塑性铰,具有满足塑性分析所需要的转动能力,截面的最大承载力大于全塑性弯矩Mp1;第二类截面的最大承载力能够达到全塑性弯矩Mp1,但塑性铰的转动会受到局部屈曲或者混凝土破坏的限制;第三类截面中,由于局部屈曲阻碍了截面塑性抗弯能力的发展,截面的最大抗弯能力仅能达到弹性弯矩Me1;第四类截面为钢梁受压截面提前发生屈曲,使其不能达到屈服强度,截面的最大承载力不能达到弹性弯矩Me1。
四类截面的划分情况详见图1。
Mp1和Me1分别为截面的塑性抗弯强度和弹性抗弯强度。
图1 欧洲规范对四类截面的划分剪力连接键是组合梁的关键部位。
根据剪力连接键所能提供的抗力与组合梁达到完全塑性截面应力分布时纵向剪力的关系,可将组合梁分为完全抗剪连接组合梁和部分抗剪连接组合梁。
完全抗剪连接是指抗剪连接件的纵向水平抗剪承载力能够保证最大弯矩截面上抗弯承载力得以充分发挥的连接,否则则为部分抗剪连接。
从定义中可以看出,抗剪连接件的设计会影响到组合梁的抗弯承载力。
因此在《欧洲规范4》中分别给出了完全抗剪连接和部分抗剪连接下组合梁的抗弯承载能力。
钢-混凝土组合梁.详解
29
§ 3.3 组合梁试验结果分析
3.3.1 组合梁正截面受力性能
由试验结果知;从加荷到破坏,组合梁 正截面经历弹性、弹塑性和塑性三个受力阶 段,见图3.3.1
塑性 弹塑性 A 弹性
B
30
31
简支组合梁破坏形态
32
连续组合梁破坏形态
33
3.3.1
1、弹性阶段
组合梁正截面受力性能
在荷载作用初期,组合梁整体工作性能良好,荷载-变形曲 线基本上呈线性增长,当荷载达极限荷载的50%左右时,钢梁的 下翼缘开始屈服,而钢梁其它部分还有还处于弹性工作状态 2、弹塑性阶段 加荷至混凝土翼缘板板底开裂后,钢梁的应变速率加快,组 合梁的变形增长速度大于荷载的增长速度,荷载-变形曲线开始 偏离原来的直线。当钢梁下翼缘达到曲服后,组合梁的挠度变形
y0
Ay A
i i
i
(3.4.3)
Ai ——第个单元的截面面积,对混凝土单元 需将其换算成钢材单元进行计算 ; yi ——第个单元重心轴距截面顶边得距离。
当考虑混凝土得徐变影响时,应将公式3.4.2 代入公式3.4.3进行计算,即可求得考虑混凝土徐 变影响的组合截面的重心轴距组合截面顶边的距 c y 离,并用 0 表示。
22
3.1.4
组合梁的施工方法
2. 施工阶段组合梁下设临时支撑
施工阶段在组合梁下设置临时支撑,临时支撑的数量根据组合梁的跨度大小
来确定,当跨度L大于7m时,支撑不应少于3个,当跨度L小于7m时,可设置 1~2个支撑。支撑设置的精确数量应根据施工阶段的变形来确定。这时,组合梁 不必进行施工阶段的计算,按使用阶段进行计算,全部荷载均由组合梁承受。设 置临时支撑可以减少组合梁在使用阶段的挠度,但需要较多的连接件来抵抗钢梁 与混凝土板之间的相对滑移。
钢-混凝土组合结构形成性考核册作业1-4答案[1] 2
《》课程形成性考核册学校名称: _______________________ 姓名: _______________________ 学号: _______________________ 班级: _______________________江苏广播电视大学作业1一、单项选择题(每小题3分,共15分)1.钢骨混凝土梁中,剪跨比对梁斜截面抗剪的影响是( A )。
A、剪跨比减少,梁的抗剪强度增加B、剪跨比较小时,一般产生弯剪破坏C、剪跨比增加时,一般产生斜压破坏D、梁的斜截面承载力计算公式中的剪跨比没有范围限制2、采用栓钉作为组合梁的剪力连接件时( C )。
A、栓钉相对较弱时,极限承载力随栓钉直径和砼强度等级增加而增加B、栓钉相对较弱时,极限承载力随栓钉直径和抗拉强度增加而降低C、混凝土板相对较弱时,极限承载力随栓钉直径的增大和砼强度等级的提高而增大D、混凝土板相对较弱时,极限承载力随栓钉直径的增大和混凝土抗拉强度的增加而增大3、推出试验的结果一般要( B )梁式试验的结果A、高于B、低于C、相等D、无法确定4、含钢率增加时,钢管混凝土受压构件的承载力( B )。
A、降低B、增加C、先降低后增加D、先增加后降低5、混凝土的轴心抗压强度f c,立方体抗压强度f cu和抗拉强度f t三者之间的大小关系是( B )。
A、f c>f cu>f tB、f cu>f c>f tC、f t>f cu>f cD、f c>f t>f cu二、填空题(每空2分,共26分)1、连续组合梁的内力分析,可以采用弹性内力计算方法和塑性内力计算方法。
2、对连续组合梁的计算可进行简化,可用塑性理论为基础采用承载力极限状态设计方法,截面特性计算简单,对静载荷和活载荷处理,不需考虑承载力极限状态下的混凝土徐变效应和施工方法。
3、按抗剪连接程度的高低组合梁可以分为完全剪力连接组合梁和部分连接剪力组合梁。
4、组合梁的变形均按弹性理论进行分析。
钢-混凝土组合结构形成性考核册作业1-4答案
《》课程形成性考核册学校名称: _______________________ 姓名: _______________________ 学号: _______________________ 班级: _______________________江苏广播电视大学作业1一、单项选择题(每小题3分,共15分)1.钢骨混凝土梁中,剪跨比对梁斜截面抗剪的影响是( A )。
A、剪跨比减少,梁的抗剪强度增加B、剪跨比较小时,一般产生弯剪破坏C、剪跨比增加时,一般产生斜压破坏D、梁的斜截面承载力计算公式中的剪跨比没有范围限制2、采用栓钉作为组合梁的剪力连接件时( C )。
A、栓钉相对较弱时,极限承载力随栓钉直径和砼强度等级增加而增加B、栓钉相对较弱时,极限承载力随栓钉直径和抗拉强度增加而降低C、混凝土板相对较弱时,极限承载力随栓钉直径的增大和砼强度等级的提高而增大D、混凝土板相对较弱时,极限承载力随栓钉直径的增大和混凝土抗拉强度的增加而增大3、推出试验的结果一般要( B )梁式试验的结果A、高于B、低于C、相等D、无法确定4、含钢率增加时,钢管混凝土受压构件的承载力( B )。
A、降低B、增加C、先降低后增加D、先增加后降低5、混凝土的轴心抗压强度f c,立方体抗压强度f cu和抗拉强度f t三者之间的大小关系是( B )。
A、f c>f cu>f tB、f cu>f c>f tC、f t>f cu>f cD、f c>f t>f cu二、填空题(每空2分,共26分)1、连续组合梁的内力分析,可以采用弹性内力计算方法和塑性内力计算方法。
2、对连续组合梁的计算可进行简化,可用塑性理论为基础采用承载力极限状态设计方法,截面特性计算简单,对静载荷和活载荷处理,不需考虑承载力极限状态下的混凝土徐变效应和施工方法。
3、按抗剪连接程度的高低组合梁可以分为完全剪力连接组合梁和部分连接剪力组合梁。
4、组合梁的变形均按弹性理论进行分析。
简支钢混组合梁新型桥面连续结构的力学性能参数分析
第 39 卷第 4 期2023 年8 月结构工程师Structural Engineers Vol. 39 , No. 4Aug. 2023简支钢混组合梁新型桥面连续结构的力学性能参数分析王清泉曹沛*邓青儿(同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司,上海 200092)摘要提出了一种新型桥面连续结构,以匹配倒T形盖梁的简支组合槽梁为例,对其进行了力学性能分析,并总结了桥面连续结构与主梁间的竖向支承刚度、无粘结长度、桥面板板厚等参数对其受力性能的影响。
结果表明:①桥面连续结构与主梁间的竖向支承刚度对其受力模式影响较大,采用脱空设计时桥面连续结构受力更为明确可控;②随着无粘结长度的增加,桥面连续结构受力先降后增,无粘结长度控制在相邻跨径之和的5%较佳;③随桥面连续结构厚度增加,其受力逐渐增加,找到桥面板连续结构受力与抗力平衡是其设计的关键;④桥面连续结构设置与否对简支梁整体受力影响有限。
关键词钢混组合梁,桥面连续结构,无粘结长度,竖向支承刚度Mechanical Properties and Parametric Analysis of a New Type ofContinuous Deck Structure of Simply Supported Steel-concreteComposite Beam BridgeWANG Qingquan CAO Pei*DENG Qing’er(Tongji Architectural Design (Group) Co.,Ltd., Shanghai 200092, China)Abstract In this paper, a new type of continuous deck structure of simply supported steel-concrete composite beam bridge is presented. Take the steel-concrete composite beam bridge which is supported on an inversed-T bent cap for example, the main factors that affect the design of this new type of continuous deck structure are summarized,including vertical bearing stiffness between the continuous deck structure and the main beam,undebonded length and thickness. The results show that:(1)The vertical bearing stiffness between the continuous deck structure and the main beam has obvious impact on its stress mode,and the stress of the continuous deck structure is more clear and controllable when detached design is adopted;(2)With the increase of unbonded length, the stress of the continuous deck structure decreases first and then increases and the unbonded length is better to be controlled at 5% of the sum of adjacent spans; (3) With the increase of the thickness of the continuous deck structure, its stress gradually increases, and the balance between the force and resistance of the continuous deck structure is critical for the design;(4)Whether the continuous deck structure is set or not has a limited influence on the overall stress of simply supported beams.Keywords steel-concrete composite beam bridge,continuous deck structure,unbonded length,vertical bearing stiffness收稿日期:2022-04-29作者简介:王清泉(1976-),男,正高级工程师,硕士,主要从事桥梁设计与科研工作,主要研究方向为钢桥、钢与组合结构桥梁。
钢-混凝土组合结构与混合结构体系关键技术研究与工程应用
钢-混凝土组合结构与混合结构体系关键技术研究与工程应用介绍如下:钢-混凝土组合结构是指在钢结构中设置混凝土构件来形成一种新型的结构形式,混合结构体系则是将钢结构和钢混凝土组合结构结合起来,形成系统性较强、刚度较高的综合结构。
以下是钢-混凝土组合结构与混合结构体系关键技术研究与工程应用的介绍:一、关键技术研究1.钢-混凝土组合结构的设计方法:钢-混凝土组合结构的设计是一项复杂的技术任务,需要在钢结构与混凝土构件之间形成良好的相互作用,从而提高整体的受力性能,最终实现结构的安全稳定。
2.钢-混凝土组合结构的承载能力研究:钢-混凝土组合结构的承载能力是制约其工程应用的最重要因素之一,其在钢结构、混凝土结构和复合结构的组合中都受到影响。
3.混合结构体系的构造与连接技术:混合结构体系是钢结构、混凝土结构和钢混凝土组合结构的多种结构形式的组合,必须通过特殊的构造和连接技术来实现其整体性能的提高和协调。
二、工程应用介绍1.钢结构与框架式混凝土结构组合应用:钢结构在高层建筑中广泛应用,但其刚度较弱,需要配合一定的混凝土构件以提高刚度和承载能力。
同时,钢结构和混凝土结构组合应用也可在大型工业厂房、车辆避难库、体育场馆等场所得到广泛应用。
2.钢混凝土组合结构应用:钢混凝土组合结构能够很好地实现钢结构和混凝土结构之间的优势互补,具有承载能力强、耐火、抗震、隔声等优点,适用于大跨度的建筑和桥梁等工程领域。
3.钢-混凝土混合结构应用:钢-混凝土混合结构是混凝土结构、钢结构及钢混凝土组合结构的综合应用,不仅具有各种结构形式的优势,而且能通过综合优化的设计和施工来实现最佳的整体性能。
三、总结钢-混凝土组合结构与混合结构体系是一种新型的结构形式,在工程建设中具有十分广泛的应用程度。
其研究和应用可以提高建筑物的安全性、稳定性、经济性和环境适应性等方面的性能。
因此,未来应在加强钢-混凝土组合结构和混合结构体系研究的基础上,进一步推进其在工程领域的应用,以满足我国建筑和基础设施建设的日益增长和发展需求。
4第四章钢与混凝土组合梁
钢与混凝土组合梁
4.1概述
组合梁即在钢梁上铺设混凝土板,可用于楼盖、屋盖、也可用于工业 建筑中的操作平台,在桥梁工程的路面中同样有广泛应用。 组合梁主要用于跨度大、荷载大,或者整体承重结构为钢结构的厂房 、高层建筑或桥梁结构等。 对于一般使用钢梁混凝土板的结构中,混凝土板只是作为楼面、屋面 、平台板或桥面。对钢梁来说混凝土板只是其荷载(图 4.1 )。如果使 两者结合在一起,混凝土板与钢梁共同工作,则混凝土板可作为梁的翼 缘而成为梁的一部分,发挥比钢梁更大的作用,无论强度和刚度都大大 提高了(图4.2) 。 两者的组合作用是靠焊在钢梁上,浇筑在混凝土板中的剪切连接件来实 现的。剪切连接件的种类与计算如第一章所述。钢梁可以用轧制型钢或 焊接型钢,例如工字钢、槽钢。槽钢经常用作楼盖、平台或阳台的边梁 (见图4.3),可以获得平整的外表面。
(4)组合梁在施工阶段的承载力计算 1)钢梁的受弯承载力 在弯矩 M x 作用下,钢梁的正应力应满足
Mx f xWnx
(4.9)
在弯矩 M x和 M y 共同作用下,钢梁的正应力应满足
My Mx f xWnx yWny
(4.10)
M y —分别为绕x轴和y轴的弯矩(对工字形截 其中 M x 、 面,x轴为强轴,y轴为弱轴);
(2)荷载短期效应设计时用的截面特征计算:
1)钢梁的截面特征 钢梁截面积
A bt tt bbtb hwtw
(4.2)
钢梁中和轴至钢梁顶面的距离
0.5bt tt2 hwtw (0.5hw tt ) bbtb (tt hw 0.5tb ) yt A
钢梁中和轴至钢梁底面的距离
混凝土翼缘的有效宽度be可按下式计算 :
2-钢-混凝土组合梁 . 3章解析
f ——钢材的抗弯强度设计值。
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2、钢梁正应力计算
当钢梁当受压翼缘的自由外伸宽度与其厚度比值 b / t 13 235 / f y (图3.4.4 ),但能满足下列公式要求时, x 1.0 应取 。 对于工字截面梁
b 235 15 t fy
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3.1.4
施工阶段在组合梁下设置临时支撑,临时支撑的数量根据组合梁的跨度大小
来确定,当跨度L大于7m时,支撑不应少于3个,当跨度L小于7m时,可设置 1~2个支撑。支撑设置的精确数量应根据施工阶段的变形来确定。这时,组合梁 不必进行施工阶段的计算,按使用阶段进行计算,全部荷载均由组合梁承受。设 置临时支撑可以减少组合梁在使用阶段的挠度,但需要较多的连接件来抵抗钢梁 与混凝土板之间的相对滑移。
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§ 3.2 构造要求 3.2.1 材料
1.混凝土 强度等级不低于C20。
2.钢筋
混凝土板中一般采用HPB235与HRB335。 3.钢材 宜采用Q235与Q345。
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3.2.2
截面尺寸
1、组合梁的截面高度 简支梁组合梁的高跨比为1/18~1/12,一般取1/15. 2、混凝土楼板的厚度 当楼板采用压型钢板组合板时 , 压型钢板凸肋顶 至混凝土板顶混凝土板厚度不应小于50mm. 当楼板采用普通钢筋混凝土板时,混凝土板的厚度 不应小于100mm. 组合梁混凝土板厚,一般以10mm为模数,经常采 用的板厚为100mm、120mm、140mm、160mm 。 3、混凝土板的有效宽度 be b0 b1 b2
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3、荷载短期效应组合下截面弹性抵抗矩
(1)中和轴在板内(见图3.4.2)
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钢与混凝土组合梁的设计步骤解析
钢与混凝土组合梁的设计步骤解析摘要:本文介绍了钢与混凝土组合梁的特点,对钢与混凝土组合梁的主要设计思路及计算方法进行了简要的概述,就设计中的一些概念和步骤进行解析,供大家参考。
关键词:钢与混凝土组合梁;翼板;板托;抗剪连接件一、概述钢与混凝土组合梁是由钢梁和钢梁所支承的钢筋混凝土板通过连接件使钢梁和钢筋混凝土板结合成为整体而共同工作的一种结构形式。
组合梁充分利用了钢材和混凝土两种材料和结构特性,充分发挥了钢材的抗拉性能和混凝土抗压性能。
钢材的抗拉性能好,把钢材布置在构件的受拉区、混凝土的抗压性能好而抗拉性能差,故把混凝土布置在构件的受压区,相互祢补了彼此的弱点,充分发挥了彼此的长处,从而达到节约材料的目的。
同材料单一结构相比,组合梁具有承载力高,结构刚度大,节约钢材(可达15%~25%),降低造价,降低楼盖结构高度(可降低20%~30%),增强了钢梁的整体稳定性,防水性能好,抗震性能强,便于铺设管线等特点,组合梁的截面高度比混凝土梁小,组合梁的截面高度仅为(1/16~1/20)L(视载荷、跨度、梁间距而定);因而能增大室内的净空高度,增大使用空间,由于采用钢梁,减少了部分模板工作量,施工简单方便,不需复杂的施工工艺,具有较为显著的技术经济效果。
组合梁与非组合梁相比,其缺点在于:1.由于钢梁顶面焊有抗剪连接件,在施工中行走不便;2.耐火等级差,对耐火要求高的钢梁,需要对其涂刷耐火涂料,增加了项目造价。
二、组合梁的设计厂房内各种平台跨度不大时,设计中往往采用钢筋混凝土结构,一般也能满足使用要求,但工艺和使用往往要求有较大的跨度和柱距,这时采用钢筋混凝土结构往往不能满足使用要求;采用钢梁与混凝土板组合楼盖,在钢梁的翼缘上,每隔一定距离便焊有圆柱头焊钉连接件或短槽钢连接件,通过连接件使钢梁与混凝土板联结成为整体而共同工作,其全部荷载由组合梁的整个截面承受,这种结构应称为钢与混凝土组合梁结构。
由于钢梁与混凝土板共同工作,故钢梁截面较小,挠度小,刚度大,降低楼盖结构高度,经济性较好。
钢-混凝土组合桥面板计算分析
钢-混凝土组合桥面板计算分析吴骏【摘要】钢-混凝土组合桥面板是通过剪力连接件将混凝土和钢梁结合在一起的一种新型组合结构.以某一特大跨度悬索桥钢-混凝土组合桥面板为例,介绍了钢-混凝土桥面板设计的基本方法,并进行了有限元计算,结果表明设计满足规范要求.【期刊名称】《交通科技》【年(卷),期】2012(000)001【总页数】3页(P16-18)【关键词】组合结构;桥面板;剪力连接件【作者】吴骏【作者单位】贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司贵阳550001【正文语种】中文钢-混凝土组合结构是在钢结构和混凝土结构基础上发展起来的一种新型结构。
通过组合既能弥补单一材料的不足之处,又具有强度高、耐久性好、施工方便、经济适用等优点。
近几年来,组合结构在国内外已广泛应用于工业与民用建筑及桥梁结构中,取得了很好的经济效益[1]。
钢-混凝土组合桥面板是由带螺钉的薄钢板和钢筋混凝土板组合而成。
钢板可作为混凝土浇注的模板,在混凝土硬化后由于组合作用钢板和钢筋混凝土板形成很大的刚度,共同承担自重和车辆荷载的作用,钢板还起到支承钢梁上翼缘的作用。
这种组合桥面除保持了普通钢-混凝土组合结构的优点外,还具有少模板、加快施工速度、减少临时支撑等优点[2]。
1 工程实例某特大跨度悬索桥拟采用钢-混凝土组合桥面板的结构形式。
根据路基宽度要求,桥面结构横桥向布置16道纵梁。
纵梁上设置剪力钉,混凝土桥面板通过剪力钉与钢梁相连,钢梁纵向及横向均设置加劲板。
依据以往的设计经验,钢梁高660mm,腹板厚度10mm,上翼缘为380mm×12 mm,下翼缘为300mm×12mm,混凝土桥面板厚度为210mm。
钢梁及加劲板采用Q345-D的钢材,混凝土预制板采用C40混凝土,桥面铺装为6cm沥青混凝土。
桥面结构布置形式见图1、图2。
桥面板纵桥向布置为72×7.5m+5.984 m+72×7.5m且为简支状态。
钢混凝土组合连续梁桥设计计算
第一章设计计算书1.1概述1.11设计特点钢-混凝土组合连续梁桥以其结构重量轻,跨越能力大,施工速度快,造型美观等优点得到广泛的应用。
钢-混组合结构具有以下特点:1. 适应大跨径,高桥的快速施工,施工未影响桥下高速路通行。
2钢筋混凝土板通过剪力连接件(采用圆柱型焊钉)与钢箱梁组合在一起形成组合结构,可以充分发挥钢材抗拉性能好,混凝土抗压性能好的特点。
3.对连续梁负弯矩区,利用高强钢材改善受拉区混凝土板的工作条件。
4.自重轻,刚度大,这种结构的刚度略低于预应力混凝土箱梁,但较全钢梁大得多。
由结构力学的知识可知:分孔比较合理的连续梁结构与同跨径的简支梁相比,其跨中截面的弯矩可减少50%左右,而在中支点截面的弯矩增加量一般要大于跨中弯矩的减少量。
对于钢-混凝土组合梁而言,如果采用连续结构,将使得中支点截面承受负弯矩。
也就是使钢筋混凝土桥面板置于受拉区,而将钢梁的下翼缘处于受压区,从理论上讲这样的布局并没有很好的利用混凝土和钢筋的力学特性,钢筋混凝土板受拉与钢梁受压是不利的。
不过,可以通过工程来改进。
钢-混凝土组合连续梁的内力分析方法可以分为弹性设计法和塑性设计法。
由于目前国内对于塑性分析法用的不多,且无系统性的总结。
因此本桥涵设计中采用弹性设计分析法确定钢-混凝土组合连续梁的内力,并按相关公路桥涵设计规范进行内力组合。
弹性分析法是基于一般的结构力学或有限元分析法。
用弹性分析时,须考虑钢梁下面是否有临时支撑。
有临时支撑且达到一定的支承密度时,全部恒载和活载均由组合梁的全断面承担。
而无临时支承时,钢梁自重,混凝土翼缘板自重均由钢梁承担,桥面板二期恒载和活载则由组合断面承担。
在连续组合梁的负弯矩区,混凝土翼缘板受拉开裂。
因为该区段的截面刚度要比正弯矩区段小一些,所以连续组合梁在内力分析时,应按照变截面考虑欧洲规范(EUROCODENO.4)规定,在据支座0.15l的范围内(l为梁的跨度),在确定主梁的截面刚度时不应考虑混凝土翼缘板的存在,但应计入混凝土板中钢筋的面积。
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荷载或偶然荷载作用下组合连续梁桥剪 跨 区交 界面 的剪 力作 用机理 , 提 出组 合连续 梁桥 的剪力连 接件配 置
数 量 和 方 式 应 依 据 剪 跨 区 重 叠 段 的 剪 力 上 限值 确 定 , 研究结果弥补了相关规范的不足 。
关键词 : 钢一 混凝 土组合梁 ; 连续梁桥 ; 可变荷载 ; 偶然荷载 ; 柔性连接件 ; 塑性理论 ; 剪力流
中 图分 类 号 : U4 4 3 . 3 5 ; U4 4 3 . 3 7 文献标识码 : A 文章 编 号 : 2 0 9 5 — 8 3 8 2 ( 2 0 1 5 ) 0 2 — 0 2 0 — 0 3
An a l y s i s me t ho d o f f l e x i b l e c o nn e c t o r s i n c o mp o s i t e s t e e l — c o nc r e t e
第2 3卷 第 2期
2 0 1 5年 4月
安 徽 建 筑 大 学 学 报
J o u r n a 1 o f An h u i J i a n z h u Un i v e r s i t y
Vo 1 . 2 3 No . 2
Apr . 2 01 5
D OI : 1 0 . 1 1 9 2 1 / j . i s s n . 2 0 9 5 — 8 3 8 2 . 2 0 1 5 0 2 0 4
j o i n t ;p l a s t i c i t y t h e o r y ;s h e a r f l o w
ห้องสมุดไป่ตู้
O 弓
口
压, 钢梁 受 拉 , 可 以充 分发挥 混凝 土与 钢材 的材 料
特性l 2 ] 。简支 组合 梁经 济跨 径一般 在 4 0米 以下 , 当跨 径 较 大 时 ,采 用 连 续 梁较 为 经 济 , 边 中跨 的 合 理跨 径 比一般 为 0 . 6 ~0 . 8 。
Ke y wo r d s : c o mp o s i t e s t e e l — c o n c r e t e b e a m ;c o n t i n u o u s b r i d g e ;v a r i a b l e l o a d;a c c i d e n t a l l o a d ;f l e x i b l e
基 于 塑性 理 论 的钢一 混 凝 土 组 合 连 续 梁 桥 柔 性 连 接 件 分 析 方 法
黄 从俊
( 合 肥 市 规 划设 计 研究 院 , 安徽 合肥 2 3 0 0 4 1 )
摘
要: 针对钢一 混凝土组合梁剪跨 区内均匀配 置柔性剪 力连接件数量的局限性 , 分析 了基 于塑性 理论 的可 变
Ab s t r a c t : I n v i e w o f t h e d e f e c t o f u n i f o r m f l e x i b l e s h e a r c o n n e c t o r s wi t h i n p e r s h e a r - s p a n d i s t r i c t i n c o mp o s i t e s t e e l - c o n c r e t e b e a ms ,b a s e d o n t h e p l a s t i c i t y t h e o r y,t h e me c h a n i s m o f s h e a r e f f e c t o n t h e i n t e r f a c e o f c o mp o s i t e s t e e l — c o n c r e t e c o n t i n u o u s b r i d g e s u n d e r v a r i a b l e 1 o a d s o r a c c i d e n t a l l o a d s we r e a n a l y z e d .I t wa s p u t f o r wo r d t o t h a t t h e a l l o c a t i o n q u a n t i t i e s a n d mo d e s o f f l e x i b l e s h e a r c o n n e c t o r s i n c o mp o s i t e s t e e l — c o n c r e t e c o n t i n u o u s b r i d g e s s h o u l d b e d e c i d e d b y t h e u p p e r l i mi t s h e a r i n g f o r c e o f t h e r e p e a t s h e a r - s p a n d i s t r i c t s ,wh i c h ma k e s u p f o r t h e d e f e c t s o f r e l a t e d s t a n d a r d s .
c o n t i nu o u s b r i d g e s ba s e d o n t h e pl a s t i c i t y t h e o r y
HUANG C o n g j u n
( He f e i Ci t y Pl a n n i n g a n d De s i g n i ns t i t ut e,He f e i 2 3 0 0 4 1,Ch i n a )