型钢混凝土结构

显影响。腹板的存在使型钢混凝土梁刚度明显增加。
5.4.2 刚度计算
BS BRC BSS BC
（5.4）
型钢混凝土梁的刚度= 钢筋混凝土+型钢+型钢对混 凝土约束
1．平均受压区高度的计算:
在工程中常用Ⅰ、Ⅱ级钢筋和热轧型钢、低合金钢，可取
Es Ec Ess Ec E
；当
时，取
。
1.5
1.5
2.5
2.5
同样设计时应有： V Vu
以及应有：
V 0.4 fcbh0
符号： h受0 拉角钢重心到混凝土受压边缘的距离； f sw竖腹板与斜腹杆的抗拉设计强度；
Aw同v 一截面内竖腹杆截面面积总和；
Aw与I 斜裂缝相交的斜腹杆面积的总和；
S 竖腹杆的中心距；
aw斜腹杆与水平轴夹角。
同样，在抗震设计时：
均布荷载 集中荷载
Vu Vu
1
RE
1
RE
(0.56 fcbh0 1.2 fsw
( 0.16
1.5
f c bh0
f sw
Awv S
Awv S
h0 h0
AwIf sw sin w )
（5.40）
AwIf sw sin w )
（5.41）
设计时应有： V Vu
配置箍筋能增加对混凝土的约束，对防止粘结破坏有利。 对受均布荷载的梁，由于梁上有荷载“压迫”作用，所以保护层不易 发生粘结剥落。
3.弯剪破坏（剪压破坏）：当剪跨比较大时（ 2 ）发生剪压破坏，
先由弯矩影响产生垂直裂缝，随剪力增加发展为斜裂缝，最后剪压区混 凝土压碎而破坏。
5.3.2 影响梁抗剪能力的因素
斜压破坏的型钢混凝土梁，在剪切破坏前大致平行的斜裂缝将剪跨区
的混凝土分割成若干斜压杆。混凝土和型钢腹板一起参加斜压杆工作。
由于斜压杆主要传递轴向压力，因此全梁犹如一个拱，斜压杆作为传递
压力拱圈，型钢受拉翼缘及纵向受拉钢筋作为拱的拉杆，因此，剪切斜
压破坏可假定为拉拱作用机理。
弯曲剪切破坏的应力见图4.34
V
0.07
0.5
fcbh0
1.3
1.5
f s t w hw
f yv
Asv S
h0
（5.35）
注：亦可将式右边第一项
0.07
0.5
fcbh0
改为
0.7
0.5 ftbh0
当 1.5 时，取 1.5 ；
当 2.5 时，取 2.5 。
抗震设计时，均布荷载作用下
Vu
1
RE
(0.056
Asv S
h0
（5.34）
注：或将式右边第一项 0.07 fcbh0 改为 0.7 ftbh0
其中， tw , hw为型钢腹板厚度与高度，
f s 为型钢抗拉强度设计值，其余符号用同《混凝土规范》。
上式中，第一项为混凝土的抗力；第二项为型钢的抗力（只考虑腹 板作用）；第三项为钢箍的作用。 在集中荷载作用下的独立矩形梁：
越小（M 影响越小）抗剪强度较高， 越大（M 影响越大）抗
剪强度越低。
2.加载方式：均布荷载作用下，粘结力较好，抗剪强度高，同时剪跨比 对其影响不大；集中荷载作用下，抗剪强度较低，同时剪跨比对其影响 明显。
3.混凝土的强度等级：混凝土强度影响到斜压杆强度，剪压区强度以及 粘结力等。
4.含钢率与型钢强度：含钢率越高，型钢强度越高，抗剪能力越大。
fcbh0
0.58 fstwhw
f yv
Asv S
h0 )
（5.36）
集中荷载作用下：
Vu
1
RE
( 0.056
0.5
fcbh0
1.3
1.5
f s t w hw
f yv
Asv S
h0 )
RE 剪切抗力调整系数，
（5.37）
设计时应有： V Vu
且应有： V 0.4 f，cb截h0面限制条件比钢筋混凝土梁略松。
1.剪跨比： M实际反映了弯剪共同作用时，弯矩与剪力作用所
Vh
占比例。 越大说明以弯矩为主， 越小说明以剪力为主。
所以剪跨比不仅影响到构件抗剪强度，而且影响到破坏形态，一般
1.5 发生剪切斜压破坏， 1.5～2.0发生剪切粘结破坏， 2.0～3.0 发生弯曲剪切破坏（剪压破坏）， 3.0发生弯曲破坏。
5.3.3 配角钢骨架梁的抗剪承载力计算
均布荷载作用下的矩形梁、以及T形梁、工字梁：
V
0.07 fcbh0
1.5 fsw
Awv S
h0
AwI
fsw sin aw
集中荷载作用下的矩形独立梁：
（5.38）
V
0.2
1.5
fcbh0
1.2 fsw
Awv S
h0
AwIfsw sin aw
（5.39）
当
时，取
梁的抗剪承载力计算公式 混凝土抗力
V Vc Vsw Vsv
Vc f cbh0
其中 为混凝土的抗力系数。
（5.29） （5.30）
vc1ຫໍສະໝຸດ Baidu
vsw
v
vsf vsv
c
图4.8 弯曲剪切破坏时的应力图形
图5.14 弯曲剪切破坏时的应力图形
型钢腹板的抗力
Vsw f stwhw
0.58 为型钢的抗力系数
且应有：
V
1
RE
(0.32
fcbh0 )
5.4 型钢混凝土梁的刚度变形计算
型钢混凝土构件是弹塑性构件。随着荷载的变化，构件刚 度变化。
5.4.1 变形特点及影响因素
试验发现：
①当型钢混凝土梁达到开裂荷载后，在M-f曲线并没有明显转
折点另一个特点是使用阶段刚度降低较小，比较接近于线
性关系。
②腹板的存在不仅使梁的承载力提高，同时对梁的刚度有明
5.宽度比：bf /在b 一定范围内越大，型钢约束的混凝土相对较多，梁的抗
剪强度与变形能力提高。
6.型钢翼缘的保护层：保护层太小，易发生粘结破坏，产生较大滑移。
7.含箍率：钢箍本身承担剪力，且能约束混凝土，因此使抗剪能力提高， 因此在配实腹钢的型钢混凝土构件，必须配置必要的钢箍。
5.3.3 配实腹式型钢的抗剪承载力计算
5.3 型钢混凝土梁斜截面承载能力分析
5.3.1 试验研究与破坏形态
型钢混凝土梁的剪切破坏形态一般有三类：
1.剪切斜压破坏：一般当剪跨比很小( 1.5)时发生；
2.剪切粘结破坏：这是因为型钢混凝土构件中，型钢与混凝土粘结力差 是其薄弱环节，因此当剪跨比较小时，有时会发生剪切粘结破坏，产生 剪切粘结破坏裂缝 。
钢箍承担的剪力:均布荷载
Vsv
1.2 Asv S
f yvh0
集中荷载
Vsv
0.8 Asv S
f yvh0
（5.31）
（5.32） （5.33）
在试验的基础上回归分析，并参考到可靠指标的要求，得出：
均布荷载作用下的矩形梁，以及T形梁工字形梁
V 0.07 fcbh0 0.58 fstwhw 1.2 f yv