組合樓蓋設(shè)計

1、組合樓蓋課程設(shè)計一、設(shè)計資料1、工程概況某多層辦公樓的標準層建筑平面如圖1-1所示，房屋總長度36.1m，總寬度16.2m。結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限50年，結(jié)構(gòu)安全等級二級，環(huán)境類別一類，耐火等級二級，抗震設(shè)防烈度六度。圖1-1 標準層平面圖2、建筑做法 樓面做法：20mm水泥砂漿找平，5mm厚1：2水泥砂漿加“108”膠水著色粉面層；板底為V形輕鋼龍骨吊頂。 外墻做法：采用240mm加氣混凝土砌塊，雙面粉刷。外粉刷1：3水泥砂漿底，厚20mm，外墻涂料，內(nèi)粉刷為混合砂漿粉面，厚20mm，內(nèi)墻涂料。 內(nèi)墻做法：采用240mm加氣混凝土砌塊，雙面粉刷。內(nèi)粉刷為混合砂漿粉面，厚20mm，內(nèi)墻涂料。3、可變

2、荷載 辦公樓樓面可變荷載標準值2.0kN/m2，組合值系數(shù)c=0.7，準永久值系數(shù)q=0.4； 走廊、樓梯可變荷載標準值2.5kN/m2，組合值系數(shù)c=0.7，準永久值系數(shù)q=0.5。4、設(shè)計內(nèi)容試對組合樓蓋和組合梁進行設(shè)計。二、結(jié)構(gòu)布置 主體結(jié)構(gòu)擬采用橫向框架承重方案，橫向剛接、縱向鉸接；在軸和軸之間設(shè)置十字形交叉中心支撐，如圖1-2所示，縱向形成框架-支撐體系。 框架梁、柱均采用H型鋼，框架柱截面形心與縱橫軸線重合。 樓板擬采用壓型鋼板-混凝土組合樓板，在與軸之間及與軸之間沿縱向布置一道次梁，壓型鋼板沿橫向布置，最大跨度為3.3m。結(jié)構(gòu)布置如圖1-2所示。圖1-2 結(jié)構(gòu)平面布置圖三、組合樓

3、蓋設(shè)計 組合樓蓋設(shè)計包括組合板設(shè)計和組合梁設(shè)計，應(yīng)考慮使用階段和施工階段的不同要求。 1組合板截面尺寸估選 (1)壓型鋼板 用于組合樓板的壓型鋼板凈厚度(不包括涂層)不應(yīng)小于0.75mm，也不得超過1.6mm，一般宜取1.0mm。波槽平均寬度(對閉口式壓型鋼板為上口槽寬)不應(yīng)小于50mm；當在槽內(nèi)設(shè)置栓釘時，壓型鋼板的總高度不應(yīng)大于80mm。根據(jù)上述構(gòu)造要求，選用型號為YX70-200-600的壓型鋼板，厚度1.2mm，展開寬度1000mm，截面尺寸如圖1-3所示。重量g=162kg/m，有效截面慣性矩Ief=1.28×106mm4/m，有效截面抵抗矩Wef=3.596×1

4、04mm3/m，壓型鋼板截面基本尺寸如圖1-3所示。壓型鋼板基材采用Q235級鋼，設(shè)計強度f=205N/mm2。圖1-3 壓型鋼板截面基本尺寸（2)混凝土厚度hc 組合板總厚度不應(yīng)小于90mm，壓型鋼板頂面以上的混凝土厚度不應(yīng)小于50mm。當壓型鋼板用做混凝土板底部受力鋼筋時，還需進行防火保護，對于無防火保護層的開口壓型鋼板，頂面混凝土厚度不應(yīng)小于80mm。此外，對于簡支組合板的跨高比不宜大于25，連續(xù)組合板的跨高比不宜大于35。根據(jù)以上構(gòu)造要求，壓型鋼板上混凝土厚度取hc=80mm(圖1-4)，此時壓型鋼板底部不需設(shè)置防火保護層。圖1-4 壓型鋼板-混凝土組合樓板斷面尺寸示意 2壓型鋼板施工

5、階段的驗算 (1)計算簡圖 計算單元取一個波寬，按強邊(順肋)方向的單向板計算正、負彎矩和撓度，對弱邊(垂直肋)方向可以不進行計算。 施工階段壓型鋼板的計算簡圖視實際支承跨數(shù)及跨度尺寸有關(guān)。但考慮到下料的不利情況，對軸、軸之間的壓型鋼板按兩跨連續(xù)板計算，跨度3.3m；對軸之間的壓型鋼板按單跨簡支板計算，跨度2.0m。計算簡圖如圖1-5所示。圖1-5 壓型鋼板計算簡圖a)軸、軸 b)軸 (2)荷載計算 施工階段壓型鋼板作為澆筑混凝土的底模，一般不設(shè)置支撐，由壓型鋼板承擔(dān)組合樓板自重和施工荷載。施工階段驗算時應(yīng)考慮下列荷載：1)永久荷載標準值混凝土自重標準值m×0.07m+0.20m&#

6、215;0.08m ×25kN/m3=0.505kN/m1.0mm壓型鋼板自重16.2×9.8××10-3kN/m=0.053kN/m小計 gk=0.558kN/m2)可變荷載標準值施工荷載 qk=1.0kN×0.2m=0.20kN/m3）荷載組合標準組合值Pk=0.558kN/m+0.20kN/m=0.758kN/m基本組合值P=1.2gk+1.4qk=1.2×0.558kN/m+1.4×0.20kN/m=0.95kN/m（3）內(nèi)力計算 軸、軸間：跨中最大正彎矩 Mmax=0.125pl2=0.125×0.95&

7、#215;3.32=1.29KN·m支座最大彎矩 Mmax= -0.125pl2= -0.125×0.95×3.32= -1.29KN·m軸間： Mmax=pl2=×0.95×2.02=0.46KN·m（3）抗彎強度驗算=35.87N/mm2<f=205N/mm2(滿足要求)（5）撓度驗算軸、軸間：按兩跨連續(xù)構(gòu)件計算，均布荷載下的跨中最大撓度系數(shù)0.521/100，撓度：=8.88mm<20mm<l/200=16.5mm(滿足要求)軸間：按簡支梁計算，均布荷載在跨中最大撓度系數(shù)5/384，撓度：=2.99m

8、m<l/200=10mm(滿足要求)3組合板使用階段計算(1)計算簡圖 使用階段組合板的強度按破壞狀態(tài)時的極限平衡計算。為了簡化，當組合板的壓型鋼板頂面以上的混凝土厚度不大于100mm時，不考慮弱邊方向的作用；不論其實際支承情況如何，強邊方向的正彎矩均按簡支構(gòu)件考慮；強邊方向的負彎矩按嵌固考慮。計算簡圖如圖1-6所示。a)b)圖1-6組合板計算簡圖a)用于計算跨中彎矩和撓度 b)用于計算支座彎矩(2)荷載計算 取一個波寬(b=200mm)計算荷載。1)永久荷載標準值20mm水泥砂漿找平 0.02m×20kN/m3×0.2m=0.08KN/m5mm厚1：2水泥砂漿加“1

9、08”膠水著色粉面層 0.005m×20kN/m3×0.2m=0.02KN/m混凝土自重m×0.07m+0.20m×0.08m ×25kN/m3=0.505kN/m31.0mm壓型鋼板自重16.2×9.8×0.2/0.6×10-3kN/m=0.053kN/mV型輕鋼龍骨吊頂（二層9mm紙面石膏板無保溫層）0.20kN/m2×0.2m=0.04 kN/m小計 gk=0.698 kN/m2)可變荷載標準值 辦公樓樓面可變荷載標準值 qk=2.0kN/m2×0.2m=0.4kN/m 走廊、樓梯可變荷載

10、標準值 qk=2.5kN/m2×0.2m=0.5kN/m 3)荷載組合 荷載標準組合值：Pk=gk+qk 荷載準永久荷載值：Pq=gk+qqk 由永久荷載效應(yīng)控制的基本組合值：P：1.35gk+1.4×0.7qk 由可變荷載效應(yīng)控制的基本組合值：P：1.2gk+1.4qk 計算過程見表1-1。表1-1 組合板荷載組合值軸線位置永久荷載標準值gk/( kN/m)可變荷載標準值qk/( kN/m)標準荷載組合值pk/( kN/m)基本荷載組合值p/( kN/m)準永久組合值Pq/( kN/m)+1.35+1.4×0.71.2+1.4+q0.6980.401.0981.

11、2301.3980.5850.6980.501.1981.3281.5380.948 (3)內(nèi)力計算1)跨中正彎矩基本組合值第1、2跨（軸）：Mmax=×1.398×3.32kN·m =1.903KN·m第3跨（軸）：Mmax=×1.538×2.02kN·m =0.769KN·m2)支座負彎矩基本組合值第1跨：M=×1.398×3.32kN·m =1.903KN·m第2跨：M=×1.398×3.32kN·m =1.269KN·m第3跨：

12、M=×1.538×2.02kN·m =0.513KN·m3)剪力基本組合值第1跨：Vmax=×1.398×3.3kN=2.883KN第2跨：Vmax=×1.398×3.3kN=2.307KN第3跨：Vmax=×1.538×2.0kN=1.538KN4)支座負彎矩標準組合值第1跨：M=×1.098×3.32kN·m =1.495KN·m第2跨：M=×1.098×3.32kN·m =0.996KN·m第3跨：M=

13、5;1.198×2.02kN·m =0.399KN·m (4)承載力計算1)跨中截面受彎承載力。一個波寬 (b=200mm) 壓型鋼板的截面面積Ap=385.7mm2，形心距頂面距離y0=26.89mm，對自身形心軸的慣性矩Ip=3.05×105mm4。因所有跨的壓型鋼板和混凝土厚度均相同，抵抗正彎矩的能力相同，只需選擇最大跨中彎矩(Mmax=1.903KN·m)進行計算?；炷翉姸鹊燃塁30（fc=14.3N/mm2，ft=14.3N/mm2，Ec=3.0×104N/mm2），Q235級鋼（f=205 N/mm2，Ep=2.06&#

14、215;105N/mm2）x=mm=27.65mm2<hc1=80mm說明中和軸位于壓型鋼板頂面以上的混凝土內(nèi)。壓型鋼板組合板的有效高度h0=hc1+y0=(80+26.89)mm=106.89mmM=1fcbx2(h0-x/2)=1.0×14.3×200×27.65×(106.89-27.65/2) N·mm=7.359×106 N·mm=7.359kN·m<Mmax=1.903 KN·m(滿足要求)2)支座截面受彎承載力。不考慮壓型鋼板的作用，按倒T形混凝土梁進行計算。壓型鋼板肋內(nèi)的混凝土

15、按其平均寬度bo=(50+70)/2mm=60mm考慮，截面有效高度h0=hp+hc1-as=(70+80-20)mm=130mm1fcb0hp(h0-hp/2)=1.0×14.3×60×70×(130-70/2) N·mm=5.359×106 N·mm=5.706kN·m> M=1.903 KN·m說明中和軸位于壓型鋼板肋，按寬度為b0=60mm的矩形截面梁計算。s=0.131=1-=1-=0.141<b=0.614As=58.25mm2另外，將受拉鋼筋合力對壓型鋼板截面形心取矩，可得M=A

16、sfy(h-as-ap)，即As=mm2=81.12mm2取兩者較小值 As=58.25 mm2>Asmin=0.238%×(60×70+80×200)mm2=48.08 mm2，選用8150（200mm寬度范圍內(nèi)的鋼筋面積As=67.07mm2）。注：min=(0.2%，45)max=0.238%3)斜截面受剪承載力 組合樓板一個波寬(b=200mm)內(nèi)的受剪承載力：0.7ftbh0=0.7×1.43×200×(80+26.89)N=21.40×103N=21.40kN>Vmax=2.883Kn(滿足要求)（5

17、)撓度計算 組合樓板的撓度計算包括荷載效應(yīng)標準組合下的撓度和荷載效應(yīng)準永久組合下的撓度。前者采用短期剛度，后者采用長期剛度。1）短期剛度。取一個波寬 (b=200mm) 范圍作為計算單元，對于肋內(nèi)的混凝土近似按平均肋寬b0=60mm的矩形截面考慮，如圖1-7所示。a) b) c)圖1-7 組合樓板截面特性a)壓型鋼板部分 b)混凝土部分 c)換算截面一個波寬壓型鋼板的截面面積Ap=385.7mm2，自身形心軸的慣性矩Ip=3.05×105mm4，形心距頂面距離y0=26.89mm?；炷敛糠值慕孛婷娣eAc=20200mm2，對自身形心的慣性矩Ic=28.96×106mm4，

18、形心距混凝土頂板距離為=55.59mm。鋼材與混凝土的彈性模量之比 E=6.87則等效截面形心距混凝土板頂?shù)木嚯x：=mm=61.54mm則等效截面的慣性矩Iep：Iep=1/EIC+AC(-)2+ Ip+Ap(h0-)2=1/6.87×28.96×106+20200×(61.54-55.59)2+3.05×105+385.7×(106.89-61.54)2=5.42×106(mm4)2)長期剛度。計算長期剛度時，將混凝土按2E換算為鋼材，按單一等效截面計算截面慣性矩。等效截面形心距混凝土板頂?shù)木嚯x：=mm=66.25mm等效截面的慣性

19、矩Iep：Iep=1/2EIC+AC(-)2+ Ip+Ap(h0-)2=1/2×6.87×28.96×106+20200×(61.54-55.59)2+3.05×105+385.7×(106.89-66.25)2=3.22×106(mm4)3)撓度計算。荷載的標準組合值Pk=1.098kN/m，采用短期剛度EpIep，簡支單向板跨中最大撓度：=mm =1.52mm<=l/360=6.11mm(滿足要求)荷載的準永久組合值Pk=0.858kN/m，采用長期剛度EpIep，簡支單向板跨中最大撓度：=mm =2.0mm<

20、;=l/360=6.11mm(滿足要求)(6)自振頻率驗算永久荷載標準值(gk=0.698kNm)作用下的撓度：=mm =0.965mm組合樓板的自振頻率f可按下式進行估算：f=Hz=18.09Hz>15Hz(滿足要求) 注意：上式中單位為cm。 (7)裂縫寬度驗算 驗算組合樓板負彎矩部位混凝土的裂縫寬度時，可近似地忽略壓型鋼板的作用，即按混凝土板及其負鋼筋計算板的最大裂縫寬度。取一個波寬b=200mm作為計算單元。s=N/mm2=170.78 N/mm2te=<0.01，取=te0.01>0.2Cs=15mm(一類環(huán)境，C30)，dep=8mmWmax=cr=0.049mm

21、<wmin=0.3mm(滿足要求) 圖1-8給出了組合樓板的施工圖。四、縱向組合梁設(shè)計1組合梁截面尺寸估選縱向梁的跨度l=7800mm，根據(jù)剛度要求，組合梁的高跨比，一般h=l/15l/16=(7800/157800/16)mm=520487.5mm，取組合梁截面高度h=500mm，組合樓板的厚度hc=150mm，則鋼梁的截面高度hs=350mm，初步選擇鋼梁的截面均為HN350×175。組合梁截面高度h=500mm<2.5hs=2.5×350mm=875mm，滿足要求。圖1-8 組合樓板布置及板面配筋圖為了方便施工，對于軸之間跨度為3900mm的組合梁也選用H

22、N350×175。HN350×175，截面高度hb=350mm，截面寬度bb=175mm，腹板厚度tbw=7.0mm，翼緣厚度tbf=11.0mm，A=636mm2，Ix=1.37×108mm4，Wx=7.82×105mm3，ix=147.0mm，iy=39.3mm，自重50.0kg/m。2組合梁施工階段驗算施工階段混凝土尚未參與工作，所有荷載均由鋼梁承受，包括混凝土重量、壓型鋼板重量、鋼梁自重及施工可變荷載。因梁沒有洞口削弱，抗剪強度可以不驗算；由于采用軋制型鋼，局部穩(wěn)定不需驗算。僅需進行抗彎強度、整體穩(wěn)定及撓度驗算。(1)計算簡圖 縱向梁均為簡支構(gòu)件

23、，、軸縱向梁(KL-3)負荷寬度為(3.3/2+0.2)m=1.85m(注：組合樓蓋伸出梁軸線200mm)；、軸線縱向梁(KL-4)負荷寬度為(3.3+2.0)m/2=2.65m；次梁(CL)負荷寬度3.3m。因此施工階段次梁的荷載最大。(2)荷載計算組合板自重 0.558kN/m×5×3.3=9.21 kN/m鋼梁自重 50.0×9.8×10-3 kN/m=0.49 kN/m永久荷載標準值 gk=9.70 kN/m施工荷載標準值 qk=1.0×3.3 kN/m=3.3 kN/m荷載標準組合 pk= gk+qk=9.70 kN/m+3.3 kN

24、/m=13.0kN/m荷載基本組合值 p=1.2gk+1.4qk=1.2×9.70 kN/m+1.4×3.3 kN/m=16.26 kN/m(3)內(nèi)力計算 最大彎矩基本組合值Mmax=1/8×pl2=1/8×16.26×7.82kN·m=123.66 kN·m(4)抗彎強度驗算=N/mm2=150.6 N/mm2<f=215 N/mm2(滿足要求)(5)整體穩(wěn)定驗算l1/b1=7800/175=44.57>13，需要驗算整體穩(wěn)定。=l1t1/b1h=7800×11/(175×350)=1.40

25、1<2.0，跨中無側(cè)向支承，均布荷載作用在上翼緣，則整體穩(wěn)定的等效臨界彎矩系數(shù)b：b=0.69+0.13=0.872y=l1/iy=7800/39.3=198.47；雙軸對稱截面b=0，由鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB50017-2003）附錄B.1，梁的整體穩(wěn)定系數(shù)：b=0.473<0.6，不需作修正。=N/mm2=334.3 N/mm2>f=215 N/mm2(不滿足要求)施工時在跨中設(shè)置兩個側(cè)向支撐點，則l1=7.8m/3=2.6m，l1/b1=2600/175=14.86<16，滿足穩(wěn)定性要求。(6)撓度驗算跨中最大撓度：=mm =22.20mm<l/250=780

26、0mm/250=31.2mm(滿足要求)3組合梁使用階段驗算使用階段所有荷載由組合梁承受，需對組合梁進行抗彎強度、抗剪強度及撓度驗算，并進行抗剪連接件的設(shè)計。因壓型板肋與鋼梁垂直，所以混凝土翼板的縱向抗剪不需驗算?？紤]到鋼梁需要作防火涂層，近似將其自重放大1.1倍考慮。 (1)荷載計算 永久荷載： 1)CL 樓板傳來的分布荷載 (0.698/0.2)×3.3kN/m=11.52kN/m 鋼梁自重 50.0×9.8×10 -3×1.1kN/m=0.54kN/m 小計： gk=12.06kN/m 2)KL-3 樓板傳來的分布荷載 (0.698/0.2)

27、15;(3.3/2+0.2)kN/m=6.46kN/m 鋼梁自重0.54kN/m 梁上墻重 (7.8×3.6-2.4×2.1) × 2.54+2.4×2.1×0.45/7.8=7.79kN/m 小計： gk=14.79kN/m 注：240加氣混凝土砌塊(雙面粉刷)：0.24m×7.5kN/m3+0.02m×20kN/m3+0.02m×17kN/m3=2.54kN/m2鋼窗自重：0.45kN/m23)KL-4樓板傳來的分布荷載 (0.698/0.2)×(3.3/2+2.0/2)kN/m=9.25kN/m鋼梁

28、自重 0.54kN/m梁上墻重 2.48kN/m2×3.1m=7.69kN/m小計：gk=17.48kN/m注：240mm加氣混凝土砌塊(雙面粉刷)0.24m×7.5kN/m3+0.02m×17kN/m3×2=2.48kN/m2可變荷載：CL：qk=2.0KN/m2×3.3m=6.6 KN/mKL-3：qk=2.0KN/m2×(3.3/2+0.2)m=3.7 KN/mKL-4：qk=2.0KN/m2×(3.3/2+2.0/2)m=5.3 KN/m荷載組合：荷載組合值見表1-2。表1-2 組合梁的荷載組合值項目CLKL-3KL

29、-4gk/(KN/m)12.0614.7917.48qk/(KN/m)6.63.75.3基本組合p=1.2gk+1.4qk23.7122.9328.40p=1.35gk+1.4×cqk22.7523.5928.79標準組合：pk=gk+ qk18.6618.4922.78準永久組合：pq=gk+qqk14.7016.2719.60注：c=0.7，q=0.4。(2)內(nèi)力計算1)CL最大彎矩基本組合值 M=最大剪力基本組合值 V=2)KL-3最大彎矩基本組合值 M=最大剪力基本組合值 V=3)KL-4最大彎矩基本組合值 M=最大剪力基本組合值 V=(3)計算混凝土翼板的有效寬度be1)C

30、Lb0=175mm，b2=minl/6、6hc1、s0=min7800/6、6×150、(3300-175)/2=900mm混凝土翼板的有效寬度be：be= b0+2b2=（175+2×900）mm=1975mm2)KL-3b0=175mm，b1=minl/6、6hc1、s1=min7800/6、6×150、(200-175/2)/2=56.25mmb2=minl/6、6hc1、s0=min7800/6、6×150、(3300-175)/2=900mm混凝土翼板的有效寬度be：be= b0+ b1+b2=（175+56.25+900）mm=1131.25

31、mm3)KL-4b0=175mm，b2=minl/6、6hc1、s0=min7800/6、6×150、(3300-175)/2或(2000-175)/2=900mm混凝土翼板的有效寬度be：be= b0+2b2=（175+2×900）mm=1975mm(4)抗剪連接件設(shè)計 用壓型鋼板做底模的組合梁，栓釘桿直徑不宜大于19mm，混凝土凸肋寬度不應(yīng)小于栓釘桿直徑的2.5倍；栓釘高度hd應(yīng)符合(he+30)=100mmhd(he+70)=140mm的要求。采用4.6級19栓釘（面積As=283.5mm2，f=215N/mm2），栓釘高度hd=120mm，每個板肋一個，間距200m

32、m。壓型鋼板的肋垂直于鋼梁布置，抗剪連接件承載力的折減v：v=<1一個抗剪連接件的承載力設(shè)計值：=0.43vAs=0.43×0.52×283.5×N=41.5×103N=41.5kN>0.7vAstf=0.7×0.52×283.5×1.67×215N=37.05×103N=37.05kN取=37.05kN計算每個剪跨區(qū)段內(nèi)作用在鋼梁與混凝土翼板交接面上的縱向剪力Vs，位于正彎矩區(qū)段的剪跨，Vs=minAf，behc1fc。對于CL、KL-4 Vs=minAf，behc1fc= min|6366

33、×215，1975×80×14.3|=1368.69×103N=1368.69kN一個剪跨段所需的栓釘數(shù)量：nf= Vs/=1368.69/37.05=36.94，取nf=37nr=3900/200=20< nf，但nr/nf=0.54>50%，為部分抗剪連接。對于KL-3 Vs=minAf，behc1fc= min|6366×215，1131.25×80×14.3|=1294.15×103N=1294.15kN一個剪跨段所需的栓釘數(shù)量：nf= Vs/=1294.15/37.05=34.93，取nf=3

34、5nr=3900/200=19.5，取nr=20< nf，但nr/nf=0.57>50%，為部分抗剪連接。(5)受彎承載力計算1)CL、KL-4混凝土翼板受壓區(qū)高度(圖1-9a)：x=mm=26.24mm鋼梁受壓面積：Ac=mm2=1459.74mm2組合梁塑性中和軸位置xp=1459.74mm/175=8.34mm<t2=11mm，說明塑性中和軸上翼緣內(nèi)。上翼緣板件的寬厚比<，滿足塑性設(shè)計的要求。a) b)圖1-9 部分抗剪連接組合梁正彎矩作用下的截面應(yīng)力圖受壓混凝土合力到鋼梁受拉部分合力的距離（圖1-9b）y1=hs-(hs-xp)/2+hc-x/2=350-(35

35、0-8.34)/2+150-26.24/2mm=316.05mm鋼梁受壓部分合力到受拉部分合力的距離：y2=hs/2=350/2mm=175mm組合梁的受彎承載力按式(2-30)計算：Mu,r=nry1+0.5(Af-nr)y2=20×37.05×103×316.05+0.5×(6366×215-20×37.05×103) ×175=289.12×106N·mm=289.12kN·m>Mmax=218.95 kN·m(滿足要求)2）KL-3混凝土翼板受壓區(qū)高度：x=mm

36、=45.81mm鋼梁受壓面積：Ac=mm2=1459.74mm2組合梁塑性中和軸位置xp=1459.74mm/175=8.34mm<t2=11mm，說明塑性中和軸上翼緣內(nèi)。上翼緣板件的寬厚比<，滿足塑性設(shè)計的要求。受壓混凝土合力到鋼梁受拉部分合力的距離：y1=hs-(hs-xp)/2+hc-x/2=350-(350-8.34)/2+150-45.81/2mm=297.93mm鋼梁受壓部分合力到受拉部分合力的距離：y2=hs/2=350/2mm=175mm組合梁的受彎承載力按式(2-30)計算：Mu,r=nry1+0.5(Af-nr)y2=20×37.05×103

37、×297.93+0.5×(6366×215-20×37.05×103) ×175=242.74×106N·mm=242.74kN·m>Mmax=179.40kN·m(滿足要求)(6)受剪承載力計算 組合梁截面上的全部剪力V假定僅由鋼梁腹板承受，按式(2-32)計算：Vu=hwtwfv=(350-2×11) ×7×125N=287×103N=287.0kN>Vmax=112.28kN(滿足要求)(7)變形驗算 組合梁的撓度分別按荷載的標準組合值和

38、荷載的準永久組合值進行驗算，分別取用不同的換算截面。對于壓型鋼板組合梁，混凝土翼板取不包括肋部的薄弱截面，且不考慮壓型鋼板的作用。抗彎剛度采用考慮滑移影響效應(yīng)后的折減剛度。1)計算換算截面慣性矩 混凝土翼板和鋼梁的截面特征見表1-3，換算截面的慣性矩見表1-4。表1-3 混凝土翼板和鋼梁的截面特征組合梁名稱混凝土翼緣鋼梁截面面積Acf/mm2截面慣性矩Icf/mm4形心至組合梁頂?shù)木嚯xyc/mm截面面積As/mm2截面慣性矩Is/mm4形心至組合梁頂?shù)木嚯xys/mmCL、KL-415800084.27×1064063661.37×108325KL-39050048.27&#

39、215;1064063661.37×108325注：Acf=hc1，Icf=be/12，yc= hc1/2，ys=hc+hs/2。表1-4 換算截面的慣性矩組合梁名稱計算短期剛度計算長期剛度形心至組合梁頂?shù)木嚯xy/mm換算截面的慣性矩Ieq/mm4形心至組合梁頂?shù)木嚯xy/mm換算截面的慣性矩Ieq/mm4CL、KL-4101.79554.25×106141.56475.96×106KL-3132.85497.88×106180.07406.08×106計算短期剛度時，形心到組合梁頂?shù)木嚯x，換算截面的慣性矩 Ieq=Icf+Acf(y-yc)2/

40、E+Is+As×(y-ys) 2計算長期剛度時，形心到組合梁頂?shù)木嚯x，換算截面的慣性矩Ieq=Icf+Acf(y-yc)2/2E+Is+As×(y-ys) 22)剛度計算?？辜暨B接件列數(shù)ns=1；連接件剛度系數(shù)k=37050N/mm，連接件的縱向平均間距p=200mm；組合梁截面高度h=500mm；鋼梁截面形心到混凝土翼板截面形心dc=ys-yc=(325-40)mm=285mm。組合梁剛度的計算過程列于表1-5。3)撓度計算。由于施工階段未在鋼梁下設(shè)置臨時支撐，故撓度由兩部分組成：第一部分為鋼梁在組合板及鋼梁自重(對應(yīng)施工階段驗算時的永久荷載部分)下的撓度；第二部分為組合

41、梁在后加荷載作用下的撓度。計算過程列于表1-6。組合梁的允許撓度=l/250=7800mm/250=31.2mm組合梁的施工圖如圖1-10所示。表1-5 組合梁剛度計算過程計算項目CL及KL-4KL-3短期剛度長期剛度短期剛度長期剛度混凝土翼板面積Acf/mm21580001580009050090500鋼梁面積Asmm26366636663666366短期A0=4985.9-4291.9-長期A0=-4097.6-3237.2混凝土翼板慣性矩Icf/mm484.27×10684.27×10684.27×10684.27×106鋼梁慣性矩Is/mm41.

42、37×1081.37×1081.37×1081.37×108短期I0=Is+Ief/E1.493×108-1.440×108-長期I0=Is+Ief/2E-1.431×108-1.405×108A1=（I0+A0）/A0111.17×103116.15×103114.78×103124.63×103J=0.81=0.02436.63×10-46.92×10-46.86×10-47.24×10-41.871.541.611.21剛度折減系

43、數(shù)=0.4-3/(jl)20.5380.4570.4750.370換算截面慣性矩Ieq/mm4554.25×106475.96×106497.88×106406.08×106剛度B=EIeq/(1+)/(N·mm2)74.24×101267.29×101269.53×101261.06×1012表1-6 撓度計算過程計算項目CLKL-4KL-3施工階段荷載標準值gk/(N/mm)9.709.70×2.65/3.3=7.799.70×1.85/3.3=5.44鋼梁剛度EI/(N·

44、;mm2)2.82×10132.82×10132.82×1013施工階段撓度=16.5813.319.30分布荷載標準組合值增量18.66-9.70=8.9622.78-7.79=14.9918.49-5.44=13.05短期剛度Bs/(N·mm2)74.24×101274.24×101269.53×1012使用階段新增短期撓度s2=5.829.739.05短期總撓度s=1+s2/mm22.4<31.223.04<31.218.35<31.2分布荷載準永久組合值增量14.70-9.70=5.019.60-7

45、.79=11.8116.27-5.44=10.83長期剛度Bl/(N·mm2)67.29×101267.29×101261.06×1012使用階段新增長期撓度l2=3.588.468.55長期總撓度l=1+l2/mm20.16<31.221.77<31.217.85<31.2圖1-10 組合梁施工圖五、節(jié)點設(shè)計1·次梁與剛架梁的連接節(jié)點 設(shè)計次梁與主梁鉸接連接時，通常是忽略次梁對主梁產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的影響，僅將次梁的垂直剪力傳遞給主梁。但在計算連接高強度螺栓和連接焊縫時，除了考慮次梁端部垂直剪力外，尚應(yīng)考慮由于偏心所產(chǎn)生的附加彎

46、矩的影響。假定框架梁截面選用HN400×200×8×13(截面高度hb=400mm，截面寬度bb=200mm，翼緣厚度tbf=13mm，腹板厚度tbw=8mm)。次梁的最大端剪力Vmax=92.47kN。(1) 確定支撐加勁肋的尺寸 連接次梁的支承加勁肋外伸寬度應(yīng)滿足：bsh0/30+40mm=(400-2×13)/30+40mm=52.47mm取加勁肋與主梁翼緣邊平齊，即>52.47mm(滿足要求)加勁肋厚度應(yīng)滿足：tsbs/15=96/15mm=6.4mm，取ts=8mm(2)支承加勁肋的穩(wěn)定計算 支承加勁肋進行腹板平面外的穩(wěn)定計算時，考慮每側(cè)范圍的腹板面積，如圖1-11所示。軸力 N=2V=2×92.47Kn=184.94kN截面面積 A=(2×15×8×8+200×8)mm2=3520mm2；慣性矩 IZ=(1/12) ×8×2003+2×(1/12) ×(15×8) ×83mm4=5.34×106mm4回轉(zhuǎn)半徑 iz=38.95mm圖1-11 加勁肋穩(wěn)定計算時的有效面積構(gòu)件長細比z=h0/iz=(400-2×13)/38.95=9.6，按b類截面，查鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB 500172003