钢混凝土组合梁ppt课件

内
长期
连接件
容
塑性
截面砼
挠度
方法
和钢均
稳定
达设计
裂缝
强度
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§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 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。
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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
土木工程专业本科课程教学
《钢－混凝土组合结构》
（第3章 钢-混凝土组合梁） 2013.11
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梁
组合梁的分类、形式
拉区—钢
类型1 压区—混凝土
本
章
内
混凝土包钢—
容
类型2
型钢混凝土
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 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
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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
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（2）预制钢筋混凝土翼缘板，见图3.1.3
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（3）压型钢板翼缘板（见图3.1.4）
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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
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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。
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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；
弹性
压区
施工阶段
？ 有无
支撑
钢梁
设 计
方法
砼换 算为 钢
使用阶段
短期
抗弯 抗剪 折算应力
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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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3.1.4 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 、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。
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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。
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、混凝土板的有效宽度
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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
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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
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3.2.3 主、次梁的连接
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§ 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
B
A
弹性Baidu Nhomakorabea
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简支组合梁破坏形态
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连续组合梁破坏形态
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3.3.1 组合梁正截面受力性能
1、弹性阶段 在荷载作用初期，组合梁整体工作性能良好，荷载－变形曲
塑性理论计算方法适用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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§ 3.2 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
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