钢-混凝土组合梁解析
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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。
19
3.1.2 组合梁工作的基本原理
组合梁
•本课程重点学习组合梁
20
3.1.3
组合梁截面分析方法
组合梁截面分析方法有 弹性理论 方法和考虑截面塑
性变形发展的塑性理论计算方法。 1、弹性理论计算方法 弹性理论计算方法就是材料力学方法。这种计算方 法适合组合梁构件的施工阶段计算。
2、塑性理论计算方法
11
（3）压型钢板翼缘板（见图3.1.4）
12
2、钢梁
组合梁中的钢梁截面一般有以下几种： （1）工字钢梁 （2）箱形钢梁 （3）轻钢桁架及普通钢桁架梁 （4）蜂窝式梁
13
14
3 、抗剪连接件
为了保证板与钢梁上下结构有效的共同工作， 必须在交界面上设置抗剪连接件。抗剪连结件的 形状应保证既能保证抗剪滑移又能抵抗掀起力的 作用。
2. 非组合梁——实际不是组合梁，工程中应用少。
3. 部分组合梁——了解
4
依据规范： 《高层民用建筑钢结构技术规程》 JGJ 99-98 • 弹性设计；
• 塑性设计。
《钢结构设计规范 》GB50017—2003
• 仅有——塑性设计。
5
钢—混凝土组合梁设计内容
重点掌握完全抗剪连接组合梁的设计方法；
用钢材所具有的抗拉性能和混凝土所具有的抗压性能，
从而使这两种不同性能的材料得到合理的利用。
7
3.1.1 钢-混凝土组合梁的组成
钢与混凝土组合梁截面由钢梁、翼板 ( 或加 板托）和抗剪连接件等组成，见图3.1.1。
8
9
1、翼缘板
（1）现浇钢筋混凝土翼缘板，见图3.1.2
10
（2）预制钢筋混凝土翼缘板，见图3.1.3
塑性理论计算方法适百度文库与计算承受静力荷载或间接 动力荷载作用下的组合梁截面计算。计算时考虑构件截 面上的应力重分布。
21
3.1.4
组合梁的施工方法
组合梁的施工方法主要有以下两种：
1. 施工阶段组合梁下不设临时支撑
对施工阶段不设临时支撑的组合梁，计算分析时应按两阶段考虑：
（1）在施工阶段，即混凝土板的强度达到75%以前，钢梁的自重、混凝土板的 自重和施工活荷载由钢梁承受，并按《钢结构设计规范》规定的方法计算； （2）在使用阶段，即当混凝土板的强度达到75%的设计强度后，用弹性理论计 算承载力时，使用荷载和第二阶段增加的恒载由组合截面承受。用塑性理论方 法计算时，则全部荷载由组合梁承受。
17
3.1.2 组合梁工作的基本原理
非组合梁
18
3.1.2 组合梁工作的基本原理
组合梁
若在钢梁的上翼缘设置足够的抗剪连接件并
深入混凝土板形成整体，则可阻止混凝土板与钢 梁之间产生的相对滑移，使二者的弯曲变形协调， 共同承担荷载作用，即形成组合梁。 在荷载作用下，组合梁截面仅有一个中和轴， 混凝土板主要承受压力，钢梁主要承受拉力。
23
§ 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。
24
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
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
建筑工程学院
土木工程专业本科课程教学
《钢－混凝土组合结构》
（第3章
主
钢-混凝土组合梁）
周 天 华
讲：
2013.11
1
梁
组合梁的分类、形式
拉区—钢
类型1
本 章 内 容
压区—混凝土 混凝土包钢— 型钢混凝土
类型2
类型3
钢包混凝土
2
梁
组合梁的分类、形式
拉区—钢
类型1
压区—混凝土
3
按受力形式分类
1. 完全组合梁——本课程主要学习的重点内容
15
钢与混凝土组合梁抗剪连接件种类及示意图
16
3.1.2 组合梁工作的基本原理
非组合梁
由混凝土翼缘板与钢梁组成的组合梁，若两者交
界面上之间无连接措施时，则在竖向荷载作用下，混凝
土翼缘板截面和钢梁的弯曲相互独立，见图3.1.7各自有
中和轴。若忽略交界面上的摩擦力，交界面上仅有竖向 压力，二者必然发生相对水平滑移错动。所以，其受弯 承载力为混凝土板截面受弯承载力和钢梁截面受弯承载 力之和。这种梁成为非组合梁。
施工阶段 有无 支撑 短期 使用阶段 长期
设 计 内 容
弹性 方法
压区 砼换 算为 钢
？
钢梁
抗弯 抗剪 折算应力 连接件 挠度 稳定 裂缝
6
塑性 方法
截面砼 和钢均 达设计 强度
§3.1 概 述
通过剪力连接件将混凝土板与钢梁连接成整体， 形成钢与混凝土组合梁。在这种组合梁中，混凝土与 钢梁共同受力，协调变形。这种组合梁能够充分的利
25
3、混凝土板的有效宽度
26
4、板托尺寸 板托顶部的宽度与板托高度之比应不小于1.5, 且板托的高度不应大于混凝土板得厚度的1.5倍
27
5、钢梁
（1）截面尺寸 组合梁中的钢梁,其截面高度不应小于组 合梁截面高度(包括板托)的1 / 2.5 ,即 h 0.4H （2）截面形状和加劲肋
28
3.2.3 主、次梁的连接
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。
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3.1.2 组合梁工作的基本原理
组合梁
•本课程重点学习组合梁
20
3.1.3
组合梁截面分析方法
组合梁截面分析方法有 弹性理论 方法和考虑截面塑
性变形发展的塑性理论计算方法。 1、弹性理论计算方法 弹性理论计算方法就是材料力学方法。这种计算方 法适合组合梁构件的施工阶段计算。
2、塑性理论计算方法
11
（3）压型钢板翼缘板（见图3.1.4）
12
2、钢梁
组合梁中的钢梁截面一般有以下几种： （1）工字钢梁 （2）箱形钢梁 （3）轻钢桁架及普通钢桁架梁 （4）蜂窝式梁
13
14
3 、抗剪连接件
为了保证板与钢梁上下结构有效的共同工作， 必须在交界面上设置抗剪连接件。抗剪连结件的 形状应保证既能保证抗剪滑移又能抵抗掀起力的 作用。
2. 非组合梁——实际不是组合梁，工程中应用少。
3. 部分组合梁——了解
4
依据规范： 《高层民用建筑钢结构技术规程》 JGJ 99-98 • 弹性设计；
• 塑性设计。
《钢结构设计规范 》GB50017—2003
• 仅有——塑性设计。
5
钢—混凝土组合梁设计内容
重点掌握完全抗剪连接组合梁的设计方法；
用钢材所具有的抗拉性能和混凝土所具有的抗压性能，
从而使这两种不同性能的材料得到合理的利用。
7
3.1.1 钢-混凝土组合梁的组成
钢与混凝土组合梁截面由钢梁、翼板 ( 或加 板托）和抗剪连接件等组成，见图3.1.1。
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1、翼缘板
（1）现浇钢筋混凝土翼缘板，见图3.1.2
10
（2）预制钢筋混凝土翼缘板，见图3.1.3
塑性理论计算方法适百度文库与计算承受静力荷载或间接 动力荷载作用下的组合梁截面计算。计算时考虑构件截 面上的应力重分布。
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3.1.4
组合梁的施工方法
组合梁的施工方法主要有以下两种：
1. 施工阶段组合梁下不设临时支撑
对施工阶段不设临时支撑的组合梁，计算分析时应按两阶段考虑：
（1）在施工阶段，即混凝土板的强度达到75%以前，钢梁的自重、混凝土板的 自重和施工活荷载由钢梁承受，并按《钢结构设计规范》规定的方法计算； （2）在使用阶段，即当混凝土板的强度达到75%的设计强度后，用弹性理论计 算承载力时，使用荷载和第二阶段增加的恒载由组合截面承受。用塑性理论方 法计算时，则全部荷载由组合梁承受。
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3.1.2 组合梁工作的基本原理
非组合梁
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3.1.2 组合梁工作的基本原理
组合梁
若在钢梁的上翼缘设置足够的抗剪连接件并
深入混凝土板形成整体，则可阻止混凝土板与钢 梁之间产生的相对滑移，使二者的弯曲变形协调， 共同承担荷载作用，即形成组合梁。 在荷载作用下，组合梁截面仅有一个中和轴， 混凝土板主要承受压力，钢梁主要承受拉力。
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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
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
建筑工程学院
土木工程专业本科课程教学
《钢－混凝土组合结构》
（第3章
主
钢-混凝土组合梁）
周 天 华
讲：
2013.11
1
梁
组合梁的分类、形式
拉区—钢
类型1
本 章 内 容
压区—混凝土 混凝土包钢— 型钢混凝土
类型2
类型3
钢包混凝土
2
梁
组合梁的分类、形式
拉区—钢
类型1
压区—混凝土
3
按受力形式分类
1. 完全组合梁——本课程主要学习的重点内容
15
钢与混凝土组合梁抗剪连接件种类及示意图
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3.1.2 组合梁工作的基本原理
非组合梁
由混凝土翼缘板与钢梁组成的组合梁，若两者交
界面上之间无连接措施时，则在竖向荷载作用下，混凝
土翼缘板截面和钢梁的弯曲相互独立，见图3.1.7各自有
中和轴。若忽略交界面上的摩擦力，交界面上仅有竖向 压力，二者必然发生相对水平滑移错动。所以，其受弯 承载力为混凝土板截面受弯承载力和钢梁截面受弯承载 力之和。这种梁成为非组合梁。
施工阶段 有无 支撑 短期 使用阶段 长期
设 计 内 容
弹性 方法
压区 砼换 算为 钢
？
钢梁
抗弯 抗剪 折算应力 连接件 挠度 稳定 裂缝
6
塑性 方法
截面砼 和钢均 达设计 强度
§3.1 概 述
通过剪力连接件将混凝土板与钢梁连接成整体， 形成钢与混凝土组合梁。在这种组合梁中，混凝土与 钢梁共同受力，协调变形。这种组合梁能够充分的利
25
3、混凝土板的有效宽度
26
4、板托尺寸 板托顶部的宽度与板托高度之比应不小于1.5, 且板托的高度不应大于混凝土板得厚度的1.5倍
27
5、钢梁
（1）截面尺寸 组合梁中的钢梁,其截面高度不应小于组 合梁截面高度(包括板托)的1 / 2.5 ,即 h 0.4H （2）截面形状和加劲肋
28
3.2.3 主、次梁的连接