钢-混凝土组合梁ppt课件.ppt

建筑工程学院组合梁的分类、形式组合梁的分类、形式1.完全组合梁——本课程主要学习的重点内容《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99-98
弹性设计；
塑性设计。钢—混凝土组合梁设计内容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。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。

9（1）现浇钢筋混凝土翼缘板，见图3.1.2

（2）预制钢筋混凝土翼缘板，见图3.1.3

（3）压型钢板翼缘板（见图3.1.4）

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
14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。

钢与混凝土组合梁抗剪连接件种类及示意图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。3.1.2组合梁工作的基本原理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。
3.1.2组合梁工作的基本原理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
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。3.1.4组合梁的施工方法3.1.4组合梁的施工方法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。
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3、混凝土板的有效宽度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
（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,即
（2）截面形状和加劲肋

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

31简支组合梁破坏形态连续组合梁破坏形态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，组合梁的挠度变形显著增大，组合梁的工作进入弹塑性阶段3、塑性阶段
加荷至破坏荷载的90％以上时，组合梁跨中的挠度变形大幅度增长，荷载－变形曲线基本呈水平趋势发展，此时组合梁的工作已进入塑性工作阶段。

图3.3.3组合梁截面实测应变图3.3.2组合梁交接面的滑移特征2、影响组合梁交接面上滑移的因素
（1）由图3.3.4可以看出，在荷载作用初期，荷载－滑移曲线明显呈线性关系，当荷载达到极限荷载的70%时，滑移增长速度明显大于荷载的增长速度。
（2）连接件的刚度对滑移分布有着重要的影响。
（3）混凝土的强度对组合梁交接面上滑移有一定的影响。3.4.1截面几何特征值
1、换算截面
组合梁在正弯矩作用下按弹性理论进行截面分析时，应根据截面应变相同且总内力不变的原则，将受压混凝土板的有效宽度折算成与钢材等效的换算截面宽度，见图3.4.1。
即：把混凝土换算为钢1、换算截面（1）荷载短期效应组合时
（3.4.1）
（