组合结构
组合结构图
组合结构图1.概述UML中的组合结构图（Composite Structure Diagram）是一种静态视图，用来表示一个类元或协作的内部结构。
一个典型的组合结构图如图1所示，该图描述了一个船的内部构造，包含一个螺旋桨和发动机，两者之间通过传动轴连接。
图1. 组合结构图2.基本表示符号组合结构图的基本元素有部件、接口、端口以及连接器、协作和结构化类元。
2.1 部件（Part）部件是类元的结构化成员，它描述了一个实例在该类元实例内部所扮演的角色，是一个类或者构件内部的组成单元。
例如，如果一个图包含一组图形元素，那么，这些图形元素就可以作为该图的部件。
在UML中，部件符号表示为类元中的一个矩形，如图2所示：图2. 部件2.2 端口（Port）端口是类元与外部系统进行交互的纽带。
在UML中，端口符号表示为一个小长方形，如图3所示：图3. 端口2.3 接口（Interface）接口是一种类元，它定义了一组操作，以及一些公共属性。
UML提供了多种方法表示接口，图4给出了接口的两种图形表示：图4. 接口用圆圈符号表示的接口，不显示任何接口操作。
类元所实现的接口，称为供给接口（Provided Interface）。
类元所需要的接口，称为需求接口（Required Interface）。
供给接口和需求接口如图5所示：图5. 供给接口和需求接口2.4 连接器（Connector）连接器是一种端口之间的关联。
基本的连接器有：装配连接器（Assembly Connector）和委托连接器（Delegate Connector）。
两个内部部件之间的连接器是装配连接器。
在UML中，装配连接器有两种表示方式：1）直接使用一条实线连接两个不同端口来表示；2）使用供应接口和需求接口的连接来表示。
装配连接器如图6所示：图6. 装配连接器委托连接器用于定义组件的外部端口和接口的内部运作，在UML中，委托连接器表示为一个带有« delegate »关键字的箭头，如图7所示：图7. 委托连接器2.5 协作（Collaboration）协作描述了一组结构，以及结构之间的交互。
组合结构
二、平衡荷载的影响 特性二： 特性二：如果只在静定结构的某一几何不变部 分作用一组平衡力系，则结构其余部分的内力为零。 分作用一组平衡力系，则结构其余部分的内力为零。 平衡力系
q
FP
B A
FP /2
C
D
3a
a
4aq 2a
2a
E
FP /2
三、等效荷载变换的影响 特性三： 特性三：作用在静定 结构的某一几何不变体上 的荷载，作等效变换时， 的荷载，作等效变换时， 不影响其它部分的内力。 不影响其它部分的内力。
A
(a) A FP/2 FP B FP/2 A FP/2
(b) FP (c) B FP/2 (d)
五、温度改变、支座移动等的影响 温度改变、
温度改变、 温度改变、支座移动及制造不精确在静定结构中不引 起支座反力和内力。 起支座反力和内力。
温升
温升
本章结束，课后认真复习！ 本章结束，课后认真复习！
8 FN（kN） ） C
F C Mz（kN ·m ）
（g） ）
（h） ）
（i） ）
§6-6 静定结构的特性
一、结构的基本部分和附属部分受力的影响
A FP1
Ⅰ
B
C
FP2
Ⅱ
D
E FP3
F
Ⅲ
特性一： 特性一：当静定结构由基本部分和附属部分组 成时，附属部分上的荷载对基本部分有影响， 成时，附属部分上的荷载对Байду номын сангаас本部分有影响，而基 本部分上的荷载对附属部分无影响。 本部分上的荷载对附属部分无影响。
（a） ） （b） ）
FCx
C FNBD
0.5m
FP
B A
解
组合结构连接方式
组合结构连接方式组合结构连接方式是指在建筑、工程或其他领域中，通过将不同的组件或元素连接在一起，形成一个整体结构的方法。
这种连接方式可以使结构更加稳固、坚固，并且能够满足特定的设计要求。
下面将介绍几种常见的组合结构连接方式。
1. 螺栓连接：螺栓连接是一种常见的组合结构连接方式。
它通过将螺栓穿过两个或多个构件，并用螺母拧紧，将它们紧密地连接在一起。
螺栓连接具有拆卸方便、可重复使用等优点，适用于需要经常拆卸和更换的场合。
2. 焊接连接：焊接连接是通过熔化两个或多个构件的材料，并使它们在冷却后形成一个整体的连接方式。
焊接连接具有连接强度高、密封性好等优点，适用于要求连接牢固、密封性要求高的场合。
3. 榫卯连接：榫卯连接是一种传统的木结构连接方式。
它通过在构件的端部制作凸榫和凹榫，然后将它们互相嵌入，形成一个稳固的连接。
榫卯连接具有结构简单、美观大方等优点，适用于木结构建筑和家具制作等领域。
4. 榫接连接：榫接连接是一种常见的石材结构连接方式。
它通过在石材构件的边缘制作凸榫和凹榫，然后将它们互相嵌入，形成一个牢固的连接。
榫接连接具有连接稳固、美观大方等优点，适用于石材建筑和雕塑制作等领域。
5. 榫槽连接：榫槽连接是一种常见的金属结构连接方式。
它通过在金属构件上制作凸榫和凹槽，然后将它们互相嵌入，形成一个坚固的连接。
榫槽连接具有连接强度高、抗震性好等优点，适用于金属结构建筑和机械制造等领域。
6. 胶粘连接：胶粘连接是一种常见的材料连接方式。
它通过使用胶水或粘合剂将两个或多个构件粘合在一起，形成一个牢固的连接。
胶粘连接具有连接面积大、连接强度高等优点，适用于需要连接面积大、密封性要求高的场合。
以上是几种常见的组合结构连接方式。
不同的连接方式适用于不同的场合，设计者需要根据具体的要求选择合适的连接方式。
通过合理选择和应用组合结构连接方式，可以使结构更加稳固、坚固，并且满足特定的设计要求。
组合结构设计规范
组合结构设计规范组合结构设计是软件工程中一种常见的设计模式，它可以有效地组织和管理大型复杂系统的代码结构。
在进行组合结构设计时，应该遵循一些规范，以保证代码的可读性、可维护性和可扩展性。
下面就是一些组合结构设计的规范：1. 模块化设计：将系统分解为多个模块，每个模块负责一个特定的功能。
模块之间应该具有清晰的接口定义，模块内部的实现应该尽可能地隐藏起来，让外部调用者只关心模块的功能而不关心具体的实现细节。
2. 单一职责原则：每个模块或类应该只负责一个特定的功能，不要把多个不相关的功能放在同一个模块中。
这样可以使代码更加清晰、易于理解和维护。
3. 接口设计：定义清晰、简洁和易于理解的接口，接口应该只暴露必要的方法和属性，避免暴露过多的内部实现细节。
4. 依赖倒置原则：模块之间应该通过接口的方式进行通信，而不是直接依赖于具体的实现类。
这样可以降低模块之间的耦合度，提高系统的可维护性和可扩展性。
5. 组合关系设计：在组合结构中，通常存在父子关系或者容器和内容的关系。
应该合理地定义和使用这些关系，确保它们符合实际需求，并能够有效地组织和管理代码。
6. 错误处理和异常设计：在组合结构中，可能会发生各种错误和异常情况。
应该合理地处理这些错误和异常，以保证系统的稳定性和可靠性。
错误处理代码应该被封装到独立的模块中，以便于复用和维护。
7. 名称和命名规范：模块和类的名称应该简洁、具有描述性，并遵循一定的命名规范。
变量和方法的命名应该具有描述性，可以清楚地表达出其用途和功能。
8. 注释和文档：在组合结构设计中，应该为代码添加适当的注释和文档，以便于其他人理解和使用代码。
注释应该清晰、简洁，文档应该详细、全面。
9. 单元测试：对于每个模块或类，应该编写相应的单元测试用例，以验证其功能的正确性和稳定性。
单元测试应该覆盖所有可能的边界情况和异常情况，确保代码在不同环境下都能够正常运行。
10. 设计模式的使用：在进行组合结构设计时，可以合理地运用一些常用的设计模式，如工厂模式、观察者模式、策略模式等，以提高代码的灵活性和可复用性。
组合结构设计规范
组合结构设计规范
组合结构设计规范
一、组合结构的概念
1．组合结构是一种构造机构，其零部件彼此互相连接，共同组成一个
新的结构体系。
2．组合结构可在具体设计过程中使用，以满足设备、机构或系统的性能、力学和流体设计要求。
二、组合结构设计规范
1．结构设计应考虑所有可能作用在结构上的外力，选择合适的材料以
满足设计要求。
2．组合结构的构建必须考虑可能出现的激烈的振动和剧烈的碰撞。
3．结构应考虑使用热处理和涂层技术来提高其负荷性能。
4．组合结构的构建必须考虑材料的力学特性和非线性特性，减少变形
和断裂损失。
5．在结构设计过程中，用多种方法检验和比较，尽可能彻底地确定最
佳方案。
6．在结果验证和设计封堵中使用有效性证明技术，确保结构安全可靠。
三、实施结构设计的原则
1．安全原则：结构设计要求能够抵消外部力的影响，始终保持结构的
安全稳定性。
2．优化原则：优化设计，找出满足性能要求的最优结构设计方案。
3．持久原则：结构设计要求结构不会在激烈的振动、碰撞和温度环境的变化下产生变形和断裂损失。
4．经济原则：设计要满足经济需要，合理地选择贵重材料和新技术，为满足性能要求减轻费用的负担。
组合结构知识点总结
组合结构知识点总结组合结构是一种常见的数据结构，通过将数据元素组合成不同的方式，可以满足不同的需求。
在计算机科学和软件工程中，组合结构有着广泛的应用，例如树、图、堆栈、队列等。
本文将对组合结构的基本概念、特点、常见应用以及相关算法进行总结，以便读者更好地理解和应用组合结构。
一、组合结构的基本概念1. 组合结构是由多个数据元素组合而成的一种数据结构。
这些数据元素可以具有不同的类型和关系，通过组合可以形成各种不同的结构和形式。
2. 组合结构可以在不同的层次上进行组合，例如可以将多个元素组合成一个集合，或者将多个集合组合成一个更大的结构。
这种层次化的组合结构使得数据可以更加灵活地表达和使用。
3. 组合结构通过各种不同的方式进行组合，例如可以使用链表、数组、树、图等不同的结构来进行组合。
这些不同的组合方式可以满足不同的需求，使得组合结构具有更加灵活和多样化的特点。
二、组合结构的特点1. 灵活性：组合结构可以通过不同的方式进行组合，可以形成各种不同的结构和形式。
这种灵活性使得组合结构适用于不同的应用场景，可以满足不同的需求。
2. 层次性：组合结构可以在不同的层次上进行组合，例如可以将多个元素组合成一个集合，或者将多个集合组合成一个更大的结构。
这种层次化的组合结构使得数据可以更加灵活地表达和使用。
3. 多样性：组合结构可以使用各种不同的方式进行组合，例如可以使用链表、数组、树、图等不同的结构来进行组合。
这种多样性使得组合结构具有更加灵活和多样化的特点。
4. 效率性：组合结构可以通过一些高效的算法和数据结构来实现，使得组合结构具有较高的效率。
例如可以使用平衡二叉树来实现集合的操作，使得集合的查找、插入和删除等操作具有较高的效率。
三、组合结构的常见应用1. 集合：集合是一种最常见的组合结构，可以用来表示不重复元素的集合。
集合可以通过各种不同的方式进行实现，例如可以使用数组、链表、树等不同的数据结构来表示集合。
2. 栈：栈是一种后进先出（LIFO）的组合结构，可以用来表示具有顺序关系的数据元素。
组合结构
一、填空题1、组合结构、钢筋混凝土结构、木结构、钢结构、砌体结构统称为主要的五大结构体系。
2、保证混凝土板与型钢能够可靠连接成整体、共同工作的关键是设置足够数量并合理分布的槽纹与花纹。
3、在混凝土中配置型钢或以型钢为主的结构称为型钢混凝土结构。
4、钢管混凝土结构中的混凝土处于 3 向受压状态，钢管主要承受环向力。
5、剪切连接件的作用主要有三：一、承受混凝土板与钢梁界面上的纵向剪力，二、阻止界面处混凝土与钢梁的纵向滑移，三、抵抗使混凝土与钢梁上下分离的掀起力。
6、按照承受纵向剪力的能力，剪切连接方式可分为完全剪切链接、和部分剪切链接。
按照剪切连接件抵抗纵向滑移的能力，又可分为柔性连接连接和刚性连接连接。
7、压型钢板的截面特征分为水平板元、斜板元、弧板元。
8、组合板的计算应当按照施工和使用两个阶段进行，主要进行承载力和挠度的计算。
9、组合板的挠度应当分别按照荷载效应的标准组合和准永久组合进行计算。
10、梁与柱的刚接连接可采用三种形式：全焊连接、全螺栓连接和焊栓混合连接。
11、型钢混凝土结构中所采用的型钢主要有两种形式：实腹式和空腹式。
12、对于同等截面大小的构件，型钢混凝土构件的承载能力高于于钢筋混凝土构件。
13、粘结强度主要分为三种类型：平均粘接强度、局部最大粘接强度、残余粘接强度。
14、在抗震设计中提出强柱弱梁、节点更强，体现出了节点在结构中的重要地位。
二、名词解释1、完全剪切连接：P17完全剪切连接是指在达到承载能力极限状态时，即在达到承载能力极限状态时应为梁的主材（钢梁或混凝土板）破坏，而不是剪切连接件的破坏，使组合结构提前失去承载能力。
部分剪切连接：在极限弯矩作用下，界面上所产生的纵向剪力大于剪切连接件所能承担的剪力的总和。
即尚未达到组合梁的极限弯矩前，剪切连接件将发生剪切破坏。
2、块式剪切连接件:P253、剪切斜压破坏过程中的主裂缝:P4、组合板:p15、附加弯距:p1796、界限破坏:p1807、高位抛落不振捣法：p2758、部分剪切连接:P179、推出试验的一般规定:P2110、组合板的纵向水平剪切粘结破坏:p4411、非组合板:12、密实截面:13、平均粘结强度:P13314、残余粘结强度:P133三、简答题1、简述型钢混凝土偏心受压柱的大、小偏心受压破坏，并说明两者之间的主要区别。
组合结构构造要求
1组合结构构造要求1.1栓钉的设置栓钉是组合结构中常见的抗剪连接件，用于抵抗钢材与混凝土交界面的剪力。
根据规范及图集规定一般下列位置需设置栓钉。
抗剪栓钉的直径规格宜选用19mm和22mm，其长度不宜小于4倍栓钉直径，水平和竖向间距不宜小于6倍栓钉直径且不宜大于200mm。
栓钉中心至型钢翼缘边缘不应小于50mm，栓钉顶面的混凝土保护层厚度不宜小于15mm。
1.1.1型钢混凝土梁栓钉设置要求对于配置实腹式型钢的托墙转换梁、托柱转换梁、悬臂梁和大跨度框架梁等主要承受竖向重力荷载的梁，型钢上翼缘应设置栓钉。
（组规5.5.14）剪力墙洞口连梁中配置的型钢或钢板，其高度不宜小于0.7倍连梁高度，型钢或钢板应伸入洞口边，其伸入墙体长度不应小于2倍型钢或钢板高度；型钢腹板及钢板两侧应设置栓钉。
（组规9.2.11）当框架柱一侧为型钢混凝土梁，另一侧为钢筋混凝土梁时，型钢混凝土梁中的型钢，宜延伸至钢筋混凝土梁1/4跨度处，且在伸长段型钢上、下翼缘设置栓钉。
栓钉直径不宜小于19mm，间距不宜大于200mm，且在梁端至伸长段外2倍梁高范围内，箍筋应加密。
（组规14.4.1）型钢混凝土悬臂梁自由端的纵向受力钢筋应设置专门的锚固件，型钢梁的上翼缘宜设置栓钉；型钢混凝土转换梁在型钢上翼缘宜设置栓钉。
栓钉的最大间距不宜大于200mm，栓钉的最小间距沿梁轴线方向不应小于6倍的栓钉杆直径，垂直梁方向的间距不应小于4倍的栓钉杆直径，且栓钉中心至型钢板件边缘的距离不应小于50mm。
栓钉顶面的混凝土保护层厚度不应小于15mm。
（组规14.4.2）1.1.2型钢混凝土柱栓钉设置要求各种结构体系中的型钢混凝土柱，宜在下列部位设置抗剪栓钉：1）埋入式柱脚型钢翼缘埋入部分及其上一层柱全高；2）非埋入式柱脚上部第一层的型钢翼缘和腹板部位；3）结构类型转换所设置的过渡层及其相邻层全高范围的翼缘部位；4）结构体系中设置的腰桁架层和伸臂桁架加强层及其相邻楼层柱全高范围的翼缘部位；5）梁柱节点区上、下各2倍型钢截面高度范围的型钢柱翼缘部位；6）受力复杂的节点、承受较大外加竖向荷载或附加弯矩的节点区，在节点上、下各1/3柱高范围的型钢柱翼缘部位；7）框支层及其上、下层的型钢柱全高范围的翼缘部位；8）各类体系中底层和顶层型钢柱全高范围的翼缘部位（组规14.7.1）在各种结构体系中，当结构下部楼层采用型钢混凝土柱，上部楼层采用钢筋混凝土柱时，在此两种结构类型间应设置结构过渡层，过渡层应符合下列规定：1）设计中确定某层柱由型钢混凝土柱改为钢筋混凝土柱时，下部型钢混凝土柱中的型钢应向上延伸一层或二层作为过渡层，过渡层柱的型钢截面可适当减小，纵向钢筋和箍筋配置应按钢筋混凝土柱计算，不考虑型钢作用；箍筋应沿柱全高加密；2）结构过渡层内的型钢翼缘应设置栓钉，栓钉的直径不应小于19mm，栓钉的水平及竖向间距不宜大于200mm，栓钉至型钢钢板边缘距离不宜小于50mm。
组合结构
组合结构（Composite Structures）
组合结构一般是指由两种或两种以上结构材料组合而成的结构，通常是不同结构材料在构件层次的组合，如常见的钢-混凝土组合板、组合梁，型钢混凝土（SRC），钢管混凝土（CFST）和FRP（Fiber Reinforced Polymer）（管）约束混凝土结构等。
组合结构的特点在于如何优化地组合不同结构材料，通过组成材料之间的相互作用，充分发挥材料的优点，尽可能避免或减少其弱点所带来的不利效应；而且，通过不同材料的组合，使施工过程比钢筋混凝土结构（广义地说，也是一种组合结构）更为便捷。
此外，组成组合结构不同材料之间的相互贡献、协同互补和共同工作的优势，还使其具有较好的耐火性能及火灾后可修复性。
例如，钢管混凝土就是一种组合结构构件，它利用钢管和混凝土两种材料在受力过程中的相互作用，即钢管对其核心混凝土的约束作用，使混凝土处于复杂应力状态之下，从而使混凝土的强度得以提高，延性得到改善。
同时，由于混凝土的存在，可以延缓或避免钢管过早地发生局部屈曲，从而可以保证其材料性能的充分发挥。
此外，在钢管混凝土的施工过程中，钢管还可以作为浇筑其核心混凝土的模板，与钢筋混凝土相比，可节省模板费用，加快施工速度。
总之，通过钢管和混凝土组合而成为钢管混凝土，不仅可以弥补两种材料各自的缺点，而且能够充分发挥二者的优点，这也正是组合结构的优势所在。
组合结构设计原理
组合结构设计原理
组合结构设计原理是一种设计思想，它可以帮助我们构建复杂的系统。
这种设计思想把复杂的系统分解为若干个简单的部分，然后组合起来形成一个整体。
组合结构的设计原理主要包括以下几个方面：
1. 分解：将复杂的系统分解成多个较简单的子系统，使得每个子系统都可以独立地进行设计和实现。
2. 抽象：只关注系统的功能，而不是实现方式。
把实现方式隐藏在抽象接口之后。
这样可以降低系统的耦合度，提高系统的可维护性。
3. 组装：将不同的子系统组装成一个整体系统。
这可以通过接口进行，接口能够将不同的子系统连接起来，使它们能够协同工作。
4. 隐藏细节：在系统的设计中，应该隐藏尽可能多的细节。
这些细节应该被封装在接口和内部实现之中，只有必要的信息才能够被暴露出来。
5. 透明性：组合结构应该表现出透明性。
也就是说，当用户使用组合结构时，它应该像一个单一的、简单的系统一样。
这些原则可以帮助我们设计出更加简单、灵活、可维护的系统，提高系统的可重用性和可扩展性。
组合结构设计原则在软件开发中得
到广泛应用，特别适用于构建复杂的应用程序、操作系统和数据库等大型系统。
组合结构课件
20世纪80年代我国在组合楼板技术方面的研究和应用发展迅速。 1984年，冶金工业部冶金建筑研究总院对压型钢板的选型、加 工工艺、抗剪连接件等配套技术进行了大量的开发、研究与应用 工作，制定了冶金行业标准《钢-混凝土组合楼盖结构设计与施 工规程》YB9238-92。 国家标准《钢结构设计规范》GB50017-2003、电力行业标准 《钢-混凝土组合楼盖结构设计规程》DL/T5085-1999等对压型钢 板-混凝土组合楼盖的设计作了规定。
深圳赛格大厦
钢管混凝土结构在桥梁结构中的应用形式如图所示。
钢管混凝土结构桥梁结构
图为钢管混凝土拱肋的截 面形式。1990年，钢管混 凝土技术首次成功应用于 跨度115m的四川省旺苍东 河大桥。
钢管混凝土拱肋结构 截面形式
四川省旺苍东河大桥
5.外包钢混凝土组合结构
外包钢混凝土结构是指外部配钢的钢筋混凝土结构，简 称外包钢结构。应用较多的是四角配置角钢的钢筋混凝土 结构，角钢的外表面与混凝土表面取平或稍突出表面0.51.5mm。横向箍筋与角钢焊接成骨架，为了满足箍筋保护 层的要求，可将箍筋两端墩成球状再与角钢内侧焊接。
钢管混凝土柱可分为（圆）钢管混凝土柱和方钢管混凝土 柱。一般在钢管中浇注混凝土，并不另配钢筋。
（ 1 ）圆钢管混凝土柱的特点：利用钢管约束混凝土，将 混凝土由单向受压转变为三向受压。钢管混凝土结构充分发 挥混凝土和钢材各自的优点，避免了钢材特别是薄壁钢材容 易失稳的缺点，所以受力合理，大大节省材料由于其是圆形 截面，而且断面高度较小，所以在受弯矩作用时显然并无优 越可言，而且是不利的，因此常常将其作为高层建筑中的下 面数层的柱是最合适的。圆钢管混凝土结构的最大弱点是圆 形截面的柱与矩形截面的梁连接比较复杂，是推广圆钢管混 凝土结构的一大障碍。
组合结构ppt课件
型钢混凝土组合结构
型钢混凝土结构缺点
型钢混凝土结构与钢结构和钢筋 混凝土结构相比，型钢混凝土结 构的缺点在于其既要求进行钢构 件的制作和安装，又要求支模板、 绑扎钢筋和浇筑混凝土，施工工 序增多。
格构或空腹式 型钢由缀板或缀 条连接角钢或槽 钢组成
型钢混凝土组合结构
型钢混凝土构件特点
型钢砼柱
型钢砼梁
型钢砼墙 通常在墙的两端、 纵横墙交接处、洞 121两侧以及沿墙长 度方向每隔6m处， 设置型钢暗柱。
型钢混凝土组合结构
型钢混凝土结构类型
全型钢混凝土框架
1、框架的梁和柱均采用 型钢混凝土结构。 2、钢结构高楼，地面以 下各层多采用现浇钢筋混 凝土结构。考虑到钢柱与 钢筋混凝土柱的连接构造 复杂，以及由地下结构到 地上钢结构的刚度突变引 起强烈的地震塑性变形集 中效应，超高层的结构底 部一到三层往往采用型钢 混凝土过渡层。
型钢砼承载力大、延性好、刚度大
型钢砼 剪力墙
风荷载和 水平地震
型钢砼柱
型钢砼梁
转换梁
减小截面，灵 活布置空间
降低梁高，可 用于大跨度
保证刚度， 降低梁高
型钢混凝土组合结构
型钢混凝土结构特点
型钢混凝土 （SRC）
实腹式
型钢采用轧制H型 钢(宽翼缘工字钢) 、双工字钢、双槽 钢、十字型钢、矩 形及圆形钢管，或 采用钢板、角钢、 槽钢等拼制焊接
增大
型钢混凝土组合结构
型钢混凝土结构在超高层建筑中的应用
日本
l981年至1985年期 间10—15层的建筑 ，型钢混凝土结构 的数量占90％，16 层以上的建筑中型 钢混凝土结构所占 比例也达到50％
组合结构
I 字型钢板组合梁 断面图
简化体系减少加劲
Hopital桥（法国,4跨连续鸟泽川桥（日本）
法国里昂的Mascaret 桥
日本早川桥
组合钢板梁桥的发展趋势 采用预应力混凝土桥面板，减少主梁根数； 对承重体系加以改进，不设或少设横撑、腹板加劲肋； 采用高强钢材、轻质或钢纤维混凝土等新型建筑材料； 采用预制预应力混凝土桥面板，实行构件工厂化； 推广使用耐候钢，节省防锈等维护费用； 用等高或连续变截面压延钢板翼缘，代替多层或间断变截 面钢板翼缘； 实行多跨连续，少设或不设伸缩缝； 使用橡胶支座，使各桥墩减少水平地震荷载； 钢梁与混凝土桥墩刚接，节省支座维护费用。
钢混组合结构桥梁技术特点
序号 1 名 称 组合钢板梁 桥 形 式 钢板梁+混凝土桥面板 闭口截面钢箱梁+混凝土桥面板 槽形截面钢箱梁+混凝土桥面板 波折钢腹板+混凝土上下翼缘板 钢桁架梁+混凝土桥面板 钢桁架腹杆+混凝土上下翼缘板 钢板梁+混凝土墩 钢箱梁+混凝土墩 钢桁架梁+混凝土墩 钢梁+混凝土梁 钢管混凝土拱 型钢混凝土拱 钢板梁+混凝土桥面板 钢箱梁+混凝土桥面板 钢桁架梁+混凝土桥面板 钢梁+混凝土梁 特 点 抗弯刚度增大。 抗弯、扭刚度增大，顶钢板未充分利用。 省去顶钢板、施工难度加大。 自重减轻，预应力能有效施加。 抗弯刚度增大，连接件设置较困难。 省去上下弦杆，施工难度加大。 省去支座，负弯矩区性能改善，抗震性能 提高，悬臂施工法能够使用。 跨度增大，连接较难处理。 施工容易，质量难保证。 施工容易，无钢材维护的问题。 抗弯刚度增大。 抗弯、扭刚度增大。 上下层车道处理方便。 塔墩附近加劲梁抗压性能提高。
组合结构课件
优化目标的选择与确定
1 2
目标明确性
明确优化目标，确定需要优化的组合结构参数。
目标可衡量性
确保优化目标可量化，以便于评估优化效果。
3
目标现实性
确保优化目标具有可实现性，避免设定不切实际 的目标。
优化算法的选择与实现
算法适用性
选择适用于组合结构优化的算法，如遗传算法、粒子群算法等。
02
CATALOGUE
组合结构的分类与特点
线性组合结构
01
02
03
顺序性
线性组合结构按照一定的 顺序，将各个组成部分依 次排列。
单一路径
线性组合结构只有一个路 径，即按照一定的顺序依 次进行。
简单明了
线性组合结构相对简单明 了，易于理解和操作。
非线性组合结构
交叉性
非线性组合结构中的各个 组成部分可以相互交叉、 相互影响。
应用场景
计算机科学领域中，组合结构被广泛应用于算法设计、数据结构、人工智能等领域。例如，在算法设计中，组合 结构可以用于解决图论、动态规划等问题；在数据结构中，组合结构可以用于实现树、图等复杂数据结构；在人 工智能中，组合结构可以用于神经网络、决策树等模型的构建。
案例分析
以图论中的旅行商问题为例，可以使用组合结构中的回溯法进行求解。回溯法通过穷举所有可能的路径，找出最 短路径，从而解决旅行商问题。此外，在人工智能领域中，组合结构也被广泛应用于机器学习、深度学习等领域 。
应用场景
除了计算机科学、生物医学和金融领域外， 组合结构还被广泛应用于其他多个领域。例 如，在交通运输领域中，可以使用组合结构 对交通路网进行优化设计；在环境保护领域 中，可以使用组合结构对环境数据进行处理 和分析；在能源领域中，可以使用组合结构 对能源系统进行建模和优化。
组合结构通用规范
组合结构通用规范1. 概述可组合结构是一种混合结构，它由一种或多种基本结构的组合构成，其中这些基本结构的混合方式体现了一种新的结构形式。
可组合结构可以是框架结构，平面结构和实体组合结构，也可以是复杂结构，通过结构形式和材料的组合而成。
2. 品质要求使用可组合结构应注意以下几个方面：2.1 安全可靠性可组合结构的组件应符合安全性和可靠性要求，以确保结构的安全性和可靠性。
2.2 结构刚度由于可组合结构的组件都是单独的部件，因此应重视保证结构的结构刚度，以防止在荷载作用下结构出现变形分解并损坏结构件。
2.3 结构类型对于可组合结构，其组件可以采用各种不同类型的结构，如框架、钢筋剪力墙、框架结构、悬臂梁和拱桥等，但是具体选择的结构体现应照顾到可组合结构构件的可适应性以及在组合结构中的拼装关系。
2.4 细胞结构对于可组合结构下可覆盖的范围比较大，因此它们存在着比较多的细胞结构，除表面拼装外，也可采用锚固钢筋安拆和涂胶粘接等方法连接，以满足不同场合的使用要求。
3. 组合特点可组合结构的组合特点大致有以下几个方面：3.1 面上拼装对于可组合结构的拼装，常采用用铰链、键栓、连接板和表面柱头等连接件做表面定位、连接和或联结接，以实现相应的表面结构。
3.2 内部拼装可组合结构的内部拼装属于泛函结构，可以采用螺丝、硬锤、拆卸螺柱等内部连接件，将多个结构件紧固和固定在一起，形成一个稳定的整体。
3.3 紧密度由于可组合结构的结构件是隔离式的，因此它们之间的联结紧密度和抗拆补强特性应符合结构稳定要求，也可以采用堵物材料填充，提高连接紧密度及抗拆补强性能。
4. 总结总之，可组合结构应照顾各种方面的要求，如可靠性、刚度、细胞结构、拼装技术、紧密度等，将其组合成一种新的结构形式，实现结构设计的需求，这是可组合结构特有的通用规范。
组合结构
浅谈组合结构特点有两种以上性质不同的材料组合成的整体并能共同工作的构件称为组合构件，由各种组合构件构成的结构称为组合结构。
狭义的组合结构仅包括由钢和混凝土两种材料组成的组合柱、组合梁、组合板。
自上世纪80年代以来，经济建设持续高速发展，随着大量建筑物的兴建，各种新的结构形式不断涌现，组合结构作为一种新兴结构得到越来越广泛的应用与推广，而且应用前景越来越好。
组合结构将不同材料或构件组合在一起的结构形式，同时在设计时应将不同材料和构件的性能纳入整体进行考虑，以最有效地发挥各种材料和构件的优势，从而获得更好的结构性能和综合效益，其具有施工方便、节省材料、经济效果好等优点，因此，组合结构将成为继传统的四大结构（钢结构、钢筋混凝土结构、木结构及砌体结构）以后的第五大结构体系。
组合结构具有多种多样的组合方式和途径，如材料间的粘结力、机械连接件的抗剪抗拔力、构件或材料间的相互约束与支持等。
合理运用各种组合方式，可以使各种材料扬长避短，获得一系列性能优越的组合构件或体系。
例如，钢．混凝土组合梁通过抗剪连接件将钢梁与混凝土翼板组合，充分发挥了混凝土抗压强度高和钢材抗拉性能好的优点。
而钢管混凝土将钢管与混凝土组合，钢管的约束作用使混凝土处于三向受压从而提高了混凝土的强度和延性，混凝土对钢管的约束则防止了钢管的屈曲。
此外，钢板混凝土剪力墙、钢板混凝土组合井壁等也都使两种或多种结构材料通过不同的方式进行有效组合，可以获得更高的性能。
组合结构还包括多种结构体系之间的组合，如组合简体与组合框架所形成的组合体系、巨型组合框架体系等。
将钢筋混凝土核心筒或剪力墙与钢框架联合使用，使具有较大抗侧移刚度的钢筋混凝土核心筒或剪力墙主要承受水平荷载，而具有较高材料强度的钢框架主要承受竖向荷载，这样可利用轻巧灵活的钢框架做成跨度较大的楼面结构，避免了单一结构体系带来的弊端。
应用组合概念，还可以增强结构构件的局部性能，或在构件中形成部分组合作用。
组合结构及静定结构性质
§3 - 7
静定结构的一般性质
（5）若结构某一部分能够平衡外荷载，则其它部分 ）若结构某一部分能够应的柱子受了压力， 图示结构在 作用下，只使相应的柱子受了压力， 而其它杆件的内力均为零。可以说： 而其它杆件的内力均为零。可以说：静定结构具有局 部平衡的性质，具有“见死不救”的特点， 部平衡的性质，具有“见死不救”的特点，也可以认 为静定结构受力不均匀。 为静定结构受力不均匀。
。
q=10kNm
A G 3m D 2m 2m C H E 3m B 1.5m
解：
1) 计算支座反力
q=10kNm
A F Ax =0 F Ay =37.5kN C G D I
I B H E F By=12.5kN
2)取截面I 2)取截面I—I右侧，计算杆DE的轴力和铰C处的约束 取截面 右侧，计算杆DE的轴力和铰C DE的轴力和铰 力
qL2/32
§3-8 各种结构型式的受力特点
（5）三铰拱 它的上面两根曲杆受有弯矩，但一般来说比较小， 它的上面两根曲杆受有弯矩，但一般来说比较小， 主要内力是压力。当接近合理拱轴线时弯矩很小。 主要内力是压力。当接近合理拱轴线时弯矩很小。因此 它的受力要好于组合结构， 它的受力要好于组合结构，但它的竖向高度一般来说要 大于组合结构。 大于组合结构。
FCy =-12.5kN
∑MC = 0
FNED 1 = (12.5 × 5) = 41.67kN 1.5
C FCx =-41.67kN H F NED=41.67kN E
B
12.5kN
取结点E： 取结点E
FNEH ==-20.83kN F NEH −20.83kN
FNEB = 20.83kN F YED=20.83kN
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高等混凝土结构王吉忠电话:84708275(O)E-mail: wang_jizhong@办公室:综合实验楼522第八章钢-混凝土组合结构8.1 钢－混凝土组合梁混凝土板和钢梁的楼盖结构中。
如果在钢梁上翼缘设置足够的剪力连接件并伸入混凝土板，阻止板和钢梁之间的相对滑移，使它们的弯曲变形协调，形成整体共同承担外荷载的作用，这种梁称为组合梁。
混凝土板滑移错动钢梁8.1.2 钢－混凝土组合梁的优点（1）节约钢材（2）混凝土板参加梁的工作，使截面高度增大（3）增强了钢梁的侧向刚度（4）可以利用钢梁的刚度和承载力（5）抗火与抗震性能更好（6）托架与牛腿8.1.3 钢—混凝土组合梁的形成（1）工字钢（2）箱形钢梁（3）轻钢桁架梁及普通钢桁架梁等8.2 钢与混凝土的共同工作8.2.1 叠合梁和组合梁采用剪力件连接形成组合梁后，其强度和刚度比叠合梁显著增大。
8.2.2 掀起作用组合梁中，这种上下层分离的趋势称为掀起作用。
8.2.3 剪力连接件（1）栓钉连接件（2）槽钢连接件（3）方钢连接件（4）T 形钢连接件T形钢0.50.60.40.2极限剪力 1.00.8剪力 2.0滑移（mm）1.01.52.5槽钢栓钉弯筋连接件8.3 组合梁的承载力计算8.3.1 钢－混凝土组合梁的受力性能组合梁从受力到破坏，可分为弹性、弹塑性和塑性三个阶段。
8.3.2 计算方法及计算假定早期钢－混凝土组合梁的设计，一直沿用弹性理论为基础的容许应力计算方法。
按塑性理论计算组合梁的计算假定如下：（1）混凝土板与钢梁为完全剪力连接组合；（2）塑性中和轴以上的混凝土达到抗压设计强度；（3）忽略塑性中和轴以下混凝土的抗拉强度；（4）塑性中和轴以下钢截面的拉应力和塑性中和轴以上钢截面的压应力分别达到0.9fsy ；fsy为钢材强度设计值，0.9是按塑性设计时钢材强度折减系数。
1cf8.3.3 受弯承载力计算根据塑性中和轴的位置，钢－混凝土组合梁塑性受弯承载力分以下二种情况计算，在计算中，有混凝土板托时，忽略混凝土板托部分混凝土的作用。
（1）塑性中和轴在混凝土板内时，即时，y —钢梁截面应力的合力点至混凝土受压区截面应力合力点间的距离；（2）塑性中和轴在钢梁腹板内时，即时，10.9s sy e c c A f b h f α<b e h c x y0.9f sy αf c 10.9s s ye c Af x b f α=1e c M b x f yα≤b e h c y y 0.9fαf 0.9f 10.9s sy e c c A f b h f α>10.50.9c se s e c sy f A A b h f α⎛⎫=- ⎪ ⎪⎝⎭1120.9e c c sc sy M b h f y A f y α≤+式中：A sc —钢梁受压区截面面积；y 1—钢梁受拉区截面应力合力点至混凝土板截面应力合力点间的距离。
y 2—钢梁受拉区截面应力合力点至钢梁受压区截面应力合力点间的距离。
8.3.4 受剪承载力计算组合梁截面上的全部剪力假定仅由钢梁腹板承受，按以下公式进行计算：式中：t w —钢梁腹板厚度h w —钢梁腹板高度8.4 剪力连接件设计8.5 施工阶段的计算（1）无临时支撑（2）有临时支撑（3）对钢梁施加预应力8.6 组合梁的变形计算0.9w w v V t h f 8.7 压型钢板－混凝土组合板8.7 压型钢板－混凝土组合板8.7 压型钢板－混凝土组合板8.7.1 概述在多高层钢结构或组合结构中，一般都采用压型钢板－混凝土组合板作为楼盖或屋盖。
压型钢板分为两类：1. 钢板仅作为浇注混凝土的模板，也称为永久性模板。
只需满足施工阶段的强度和变形的要求，全部使用荷载由混凝土板承受，压型钢板失去作用，称为非组合板。
2. 除在施工阶段作为模板外，在使用阶段还作为混凝土板的受力钢筋或部分受力钢筋，与混凝土共同承担使用荷载，称为组合板。
压型钢板－混凝土组合板具有以下优点：(1)压型钢板轻便，易于搬运和铺设。
(2)压型钢板具有一定的刚度和承载力，能承受施工荷载及混凝土的重量。
（3）压型钢板可作为楼板的受力钢筋，节省钢材。
（4）压型钢板的凹槽内便于铺设管线。
（5）压型钢板的运输、储存、堆放和装卸都极为方便。
8.7.2 组合楼板共同工作压型钢板与混凝土组合楼板中，必须保证压型钢板与混凝土能可靠地共同工作。
压型钢板与混凝土的组合作用是通过两者接触面之间采取适当的连接方式形成的。
为了保证可靠的组合效应，要求接触面上的抗剪齿槽、槽纹或其他连接措施，具有足够的抗剪切粘结强度，不产生过大的粘结滑移，以抵抗楼板在外荷载作用下产生的纵向水平剪力；同时还要足以抵抗垂直掀起力，保证在垂直方向结合成不可分开的整体。
８.７.3 组合楼板施工顺序：1．钢梁表面清除干净，钢楼板按排板图点焊在钢梁上；2．按焊接程序，将钢承板熔焊在钢梁上；3．钢承板间的扣合处用夹钳加以固定；4．复合风梁处将剪刀钉用焊枪固定；5．按设计要求绑扎钢筋网；6．进行砼浇注。
8.7.４组合板的设计组合板需考虑施工和使用两个阶段进行设计。
1. 施工阶段计算在施工阶段，压型钢板需满足承载力和挠曲变形的要求，计算宽度可取压型钢板的一个全波宽度或单位宽度。
压型钢板的正截面受弯承载力按下式验算：式中：M －弯矩设计值；－压型钢板的强度设计值；Ws －压型钢板的截面抵抗矩，取受拉边和受压边中的较小值。
均布荷载下压型钢板的挠曲变形，应满足以下要求：sy sM f W sy f简支板：双跨连续板：上式中：－计算宽度均布荷载标准值；Es －压型钢板的弹性模量；Is －计算宽度压型钢板的惯性矩；l －板的计算跨度；－板的容许挠度，取1/200和20mm 中的较小值。
2. 正截面受弯承载力计算在含钢率适中，且板厚h 比压型钢板高度hs 大得多的情况下，组合板随弯矩增大，压型钢板从受拉边开始屈服，并发展到整个hs 高度，然后受压边缘混凝土达到极限压应变而压碎破坏，称为适筋板。
反之，含钢率较大，板厚相对较小时，受压区混凝土先于钢板屈服达到极限压应变而压碎破坏，称为超筋板。
[]45384k s s q l E I δδ=≤ []41185k s s q l E I δδ=≤ k q []δ根据界限破坏条件，可以导出相对界限受压区高度和界限配筋率如下图所示，界限破坏时混凝土极限压应变，相对界限受压区高度为：max ρ。
0.0033cu ε=000.80.8 10.0033cus b cu y s sys h h h h h f h E εξεε-=+-=+ 界限配筋率式中：h －为组合板的厚度；h0－组合板的有效高度，钢板形心到受压边缘的距离；hs －压型钢板的高度。
max ρ为：max c b syf f ρξ=对于适筋板，受弯承载力按下式计算：其中受压区高度x 为：式中：As －压型钢板的面积；b －计算宽度；0.8－考虑压型钢板的制造误差及没有混凝土保护层引起的钢板面积折减系数。
超筋板的受弯承载力可偏于安全的取界限破坏时的受弯承载力，即：00.8()2s sy x M A f h ≤-s syc A f x f b=00.8(10.5)s sy b M A f h ξ≤- 3. 叠合面剪切粘结承载力计算剪切粘结破坏如下图所示，在加载点附近形成的主斜裂缝，使裂缝附近的粘结力丧失，在叠合面产生水平裂缝，并很快向板端发展，最终导致整个剪跨段长度上的粘结破坏，引起钢板与混凝土之间的滑移。
剪切粘结破坏承载力的计算公式可表达为：式中：a －剪跨，对均布荷载可取a=l/4；－含钢率，；k ，m －待定系数。
00u c h V k f m bh a ρ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭ρ0/s A bh ρ＝８.８钢骨混凝土结构８．８．１钢骨与混凝土的共同工作钢骨混凝土又称劲性钢筋混凝土，是以型钢钢骨等加强的混凝土结构。
（1）平截面假定。
（2）钢骨板件受到混凝土的约束，使其屈曲或局部屈曲承载力得到提高。
（3）应配置必要纵筋和箍筋。
（4）局部压屈８．８．２钢骨混凝土梁的形式与构造梁中配置的钢骨有实腹式和空腹式两种：实腹式钢骨一般为工字形截面；空腹式钢骨一般是由角钢拼接或焊接而成，有格构式和桁架式两种形式。
3．钢骨混凝土柱的形式与构造（1）实腹式钢骨钢筋混凝土柱；（2）空腹式钢骨钢筋混凝土柱截面８．８．３钢骨混凝土梁空腹式钢骨混凝土梁的受弯性能与钢筋混凝土梁基本相同，主要讨论实腹式钢骨混凝土梁的受弯性能。
下图为实腹式钢骨混凝土梁的荷载—挠度曲线其受力过程分为四个阶段：rcu ss y N N N +=Oa 段：受拉区混凝土未开裂，处于弹性阶段；ab 段：荷载达到a 点时，梁受拉区开始出现裂缝，但刚度减小的程度比一般钢筋混凝土梁要小，P －f 曲线仍基本为直线；bc 段：受拉钢筋和钢骨受拉翼缘先后达到屈服，此时截面刚度有较大减小，P －f 曲线明显弯曲；cd 段：荷载达到最大承载力c 点后，压区混凝土压碎，保护层剥落；de 段：由于钢骨的存在，梁仍能承受一定的荷载，变形可以持续发展很长一段时间。
１．梁的受弯承载力计算主要可分为三种：（１）采用叠加方法（日本）：（２）钢筋混凝土梁的矩形应力图方法（苏联）：在正截面受弯承载力计算中，根据中和轴的位置分为三种情况。
（３）以平截面假定为基础的计算方法。
ssy M=M ss rc rc y u uN N N M =++２．梁的受剪性能（１）斜截面受剪性能和破坏形态斜压破坏剪压破坏剪切粘结破坏（２）影响梁斜截面受剪性能的因素剪跨比钢骨腹板配箍率钢骨翼缘与梁宽度比混凝土强度等级８．８．４钢骨混凝土柱。