鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)

山東科技大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)工程研究所王來(lái)鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)第二章壓型鋼板-混凝土組合板

一、組合構(gòu)件工作的基本原理非組合構(gòu)件。以組合梁為例，若二者交界面處沒(méi)有連接措施，則在豎向荷載作用下，混凝土板截面和鋼梁截面的彎曲變形相互獨(dú)，各自有中和軸。若忽略摩擦力，交界面上僅有豎向壓力，二者之間必定發(fā)生相對(duì)水平滑移錯(cuò)動(dòng)。所以，其受彎承載力M=M1+M22.1基本原理組合構(gòu)件。如果在鋼梁上翼緣設(shè)置足夠的抗剪連接件并伸入混凝土板形成整體，阻止板和鋼梁之間的相對(duì)滑移，使二者的彎曲變形協(xié)調(diào)，共同承擔(dān)荷載的作用，則稱為組合梁。在荷載作用下，組合梁截面僅有一個(gè)中和軸，混凝土板主要承受壓力，鋼梁主要承受拉力。與非組合梁相比，組合梁的中和軸高度和內(nèi)力臂增大，其受彎承載力顯著提高。組合梁的截面高度大，因而剛度也大。

掀起作用。一般在板梁交界面上的豎向分布力為壓力。當(dāng)荷載作用于鋼梁上時(shí)，交界面上豎向分布力為拉力，將引起板、梁的分離。組合梁中這種上下層分離的趨勢(shì)稱為掀起作用。由于掀起力遠(yuǎn)小于交界面上的剪切力，而且抗剪連接件的形狀具有一定的抗掀起作用，在設(shè)計(jì)中一般不進(jìn)行抗掀起計(jì)算。在壓型鋼板-混凝土樓板中，鋼板和混凝土的組合作用不是通過(guò)抗剪連接件，而是依靠壓型鋼板的縱向波槽，鋼板上的壓痕、開(kāi)的小洞、沖成的孔眼或在鋼板上焊接的橫向鋼筋等措施實(shí)現(xiàn)的。

二.完全抗剪連接和部分抗剪連接

根據(jù)抗剪連接件的布置、數(shù)量和受剪承載力，可把組合構(gòu)件分為完全抗剪連接和部分抗剪連接兩類。完全抗剪連接是指即使在組合構(gòu)件（梁）產(chǎn)生彎曲破壞的最不利截面處再增加連接件的數(shù)量，構(gòu)件的受彎承載力也不再增加時(shí)的抗剪連接設(shè)計(jì)?？辜暨B接件的數(shù)量少于完全抗剪連接所需要的數(shù)量時(shí)，稱為部分抗剪連接。在實(shí)際工程中，在滿足設(shè)計(jì)要求的情況下，采用部分抗剪連接可以取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。

三.鋼-混凝土組合梁板結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法

鋼-混凝土組合樓蓋的計(jì)算方法有彈性理論方法以及考慮截面塑性變形發(fā)展的塑性理論方法。彈性理論方法就是工程力學(xué)方法，適用于組合梁、組合板構(gòu)件的施工階段計(jì)算，組合板承載力計(jì)算，直接承受動(dòng)力荷載的組合梁承載力計(jì)算及變形計(jì)算。計(jì)算時(shí)，采用換算截面，即根據(jù)應(yīng)變協(xié)調(diào)和總內(nèi)力不變的原則，把混凝土面積Ac除以αE換算成等效的鋼材截面面積（αE為鋼材與混凝土的彈性模量之比）。當(dāng)考慮荷載長(zhǎng)期作用（混凝土徐變、收縮等）的影響（例如變形控制驗(yàn)算）時(shí)，混凝土面積Ac應(yīng)除以2αE換算成等效鋼材截面積。塑性理論方法適用于計(jì)算承受靜力荷載或間接動(dòng)力荷載組合梁的承載力，計(jì)算時(shí)，考慮結(jié)構(gòu)的內(nèi)力重分布和構(gòu)件的應(yīng)力重分布。吊車梁以承受動(dòng)力荷載為主，靜力荷載（自重）僅占一小部分，所以它是直接承受動(dòng)力荷載的構(gòu)件。2.卷2壓型葬鋼板-混凝蛋土組廉合板一.壓型迅鋼板-混凝確土組居合板番的優(yōu)壯點(diǎn)非組惱合板孟。若僅芳考慮型把壓?jiǎn)市弯撋遄鞫菫闈怖⒒煨幽霖?fù)時(shí)的備永久變性模蒙板使駝?dòng)?，款則壓鞏型鋼溜板只闊需要付滿足貫施工懲階段趣的承以載力悅和變捆形要辛求。伶施工向完成釣后，討全部轉(zhuǎn)使用躲荷載潔由混離凝土尼板承穩(wěn)受。親其設(shè)數(shù)計(jì)方烏法與束鋼筋浩混凝義土板賢相同拌，對(duì)旋壓型相鋼板描的截咬面構(gòu)裁造也際無(wú)特兩殊要冰求。組合勻板。若壓估型鋼涂板除按在施傘工階耀段作繼為模梯板使烘用外融，在惠使用濟(jì)階段李還作推為混季凝土兩板的掀受力閥鋼筋此或部?jī)A分受查力鋼幟筋，離與混握凝土卡共同座工作倚承擔(dān)擱使用乎荷載忍。此汪時(shí)，派為保閉證混港凝土靈與壓遵型鋼謙板的裂共同孤工作砌，在罵壓型還鋼板方表面兵需設(shè)特置抗掙剪齒禽槽或蠟者采鬼取開(kāi)篩孔洞箭、焊花接短抽鋼筋疤、橫何向鋼面筋等借措施蛾，以使抵抗測(cè)交界徑面的謹(jǐn)縱向唉剪力碼和豎掘向撳針起力果。此育外，腫還要卷考慮魚(yú)對(duì)板醬的防冬火性桑能和邪耐久抗性能縱的要念求。后常見(jiàn)胳的壓稅型鋼營(yíng)板和條混凝床土的奔組合辦形式赤見(jiàn)圖壓型岡鋼板-混凝描土組凡合板送具有咸下列叨優(yōu)點(diǎn)亞：壓型最鋼板舅可作搏為澆如灌混旬凝土扇的模穿板，詳節(jié)省幻玉了大冠量木呼模板枕及支艦撐；壓型圾鋼板懇非常住輕便誓，堆威放、伍運(yùn)輸鍬及安性裝都譯非常狡方便嚇；使用林階段錢，壓伐型鋼班板可妥代替菌受拉沉鋼筋汽，減卡少鋼源筋的碧制作意與安筑裝工顫作。剛度繁較大浙，省棗去許臘多受史拉區(qū)鵝混凝讓土，絕節(jié)省景混凝移土用正量，咬減輕帽結(jié)構(gòu)痛自重舊；有利紗于各群種管騙線的脂布置姐、裝成修方啄便；與木伏模板協(xié)相比永，施罩工時(shí)窩減小脂了火章災(zāi)發(fā)已生的土可能負(fù)性；壓型鮮鋼板鵝也可奶以起攔到支艷撐鋼菠梁側(cè)俘向穩(wěn)押定的秀作用概。組合良板的違總厚科度不倆應(yīng)小咽于90組mm，壓攏型鋼燥板翼煌緣以晚上混奏凝土趴的厚紐奉度不液應(yīng)小舞于50茅mm?；煳g凝土負(fù)強(qiáng)度案等級(jí)店不宜腥低于C2乓0，骨舒料尺淡寸不裂應(yīng)大圾于0.非4hc、壓唱型鋼坦板肋鑼平均觀寬度肯的1/吩3和30庭mm三者求中的逝較小扒值。組合婆板中掀應(yīng)設(shè)野置分梳布鋼救筋網(wǎng)溉，以抽承受使收縮挨和溫濱度應(yīng)徐力，谷提高四火災(zāi)旅時(shí)的僑安全紋性，墾并起痛到分科布集泥中荷刮載的關(guān)作用揉。分貞布鋼櫻筋兩暈個(gè)方禮向的獲配筋周率均尤不宜愁少于0.塑00希2。在有張較大耍集中回荷載芬區(qū)段筐和開(kāi)怎洞周革圍應(yīng)類配置膨附加伏鋼筋慶。當(dāng)坊防火漆等級(jí)框較高黨時(shí)，妙可配澡置附生加縱研向受蕉拉鋼繭筋。簡(jiǎn)支課板的堆支座論上部嫂應(yīng)配眨置構(gòu)掠造負(fù)眠彎矩線鋼筋嫩，以逮控制烤裂縫明寬度啊。負(fù)充彎矩桂鋼筋彼的配職筋率賴不小泛于0.象00媽2，其罪截?cái)喽泓c(diǎn)距練支承岡邊的晚長(zhǎng)度仗不小則于l/沈4（l為板馳的跨言度），捧且每召米不江少于5根。懸臂琴板和斃連續(xù)點(diǎn)板的行支座毛負(fù)彎掌矩區(qū)魚(yú)段應(yīng)市配置沫縱向指受拉灰鋼筋笛，其購(gòu)計(jì)算能與一襪般鋼終筋混帶凝土妥板相附同，測(cè)但要亦考慮褲截面釣中由淹于壓的型鋼炕板有溝波槽雕在受叨壓區(qū)依所形煎成的嫁缺口蠟。受怎壓區(qū)挎鋼板蜓的受致壓屈屑曲，剪計(jì)算武時(shí)忽普略不湊計(jì)。二.壓型騎鋼板-混凝叼土組以合板委的構(gòu)香造要舟求組合勞板在紙鋼梁遇上的翅支承仇長(zhǎng)度冒不應(yīng)忽小于75窯mm，其兆中，捐壓型盒鋼板漸的支包承長(zhǎng)北度不腎小于50火mm，（聞圖(a刷),初(c瀉)）。凝支承緒于混燭凝土菊構(gòu)件弱上時(shí)房誠(chéng)，組圍合板條的支說(shuō)承長(zhǎng)住度不舒應(yīng)小悠于10毛0m犬m，壓均型鋼匙板的乓支承日長(zhǎng)度龜不應(yīng)邊小于75專mm（圖(b貧),齊(d粉)）?？斑B續(xù)鏟板或處搭接霞板在秒鋼梁猶上的育最小聲支承宰長(zhǎng)度攤為75痰mm，支路承于隙混凝祥土構(gòu)億件上怕時(shí)則員為10穩(wěn)0m慣m（圖(e啊),戶(f阿)）。壓型現(xiàn)鋼板招與鋼嘆梁的共連接齡采用圓頭攀栓釘，栓局釘穿斃透壓纖型鋼織板焊古接于煎鋼梁授上，笛或?qū)⑾佷摪迤识瞬克肜邏核┢胶簖R焊接療于鋼懂梁上劉（圖趴）。逃栓釘毯直徑籍一般理為：蕩板跨撲度l<債3m時(shí)，似取13垮-1攔6m術(shù)m；板任跨l=常3-彩6m時(shí)，凍取16-留19古mm。栓詞釘應(yīng)盤高出贏壓型任鋼板居上翼弊緣35矮mm以上懸。組左合板悟中，猜栓釘下僅作莫為壓裁型鋼拜板與抓混凝項(xiàng)土交凝界面小上的區(qū)抗剪蜂能力憐儲(chǔ)備銜，不慕必計(jì)膏算。組合移板端篇部的腦連接壓型斃鋼板緩與混規(guī)凝土永梁連姿接。趴圖(a妙)：在朋壓型松鋼板洲端部嚴(yán)打孔修，把擱鋼筋爛插入摔預(yù)留抖孔水挎泥漿卡中、賴或在免壓型盡鋼板陜上用妖栓釘韻連接忙件將巡壽其固注定在茅梁上駁；圖(b把)：從美梁內(nèi)假伸出有錨固尖鋼筋篩與現(xiàn)門澆混用凝土祥接合瓦在一曾起；背圖(c慮)：在家壓型孝鋼板威端部邪沖出滋許多姿魚(yú)尾茶狀條養(yǎng)并擰尿成麻困花狀潔，澆暫筑在認(rèn)混凝疲土中勤。以灑上做志法都較能增企強(qiáng)板伶的組囑合效反果。1.局部劫荷載故作用曲的有霉效分逝布寬扁度三.組合篇板的歌計(jì)算集中漫荷載友的分皇布寬喚度：俯按沿憑荷載晨作用抵邊緣謀沿45狂°線傳聞遞bf1—荷載勵(lì)分布桿有效桶寬度；bf—組合跑板上賠集中轎荷載種或線互荷載刻的實(shí)秩際作落用寬瞞度；hc—壓型堆鋼板絡(luò)頂面分以上皺混凝峽土的備厚度；hf—樓板母飾面滾層厚恰度。組合戚板在商集中購(gòu)荷載路作用悔下的遙有效寒寬度均按下嫁式計(jì)緒算：1）抗小彎承滿載能虛力計(jì)卡算簡(jiǎn)支炊板：連續(xù)開(kāi)板：2）剪州切計(jì)半算取吃：l為板酒跨；a為剪脅跨，取集蒼中荷槳載作管用點(diǎn)錫至較盒近支感座間便距離2.水平社剪力滿的傳壺遞形堵式依靠集壓型觸鋼板垮的縱檔向波撓槽；依靠吐壓型寄鋼板如上的刻壓痕撫、小旬洞或薦沖成油的孔獄眼；依靠涌壓型飄鋼板巷上焊雕接的罵橫向僑鋼筋惰；設(shè)置伏于端臭部的視錨固喚件，屆其中某端部目錨固生件要障求在別任何態(tài)情形雅下都南應(yīng)當(dāng)書(shū)設(shè)置蒜。3.組合致樓板哄的設(shè)趁計(jì)(1爪)樓板望分類勢(shì)：組賺合板膜和非倡組合叔板組合辨樓板澤的設(shè)眠計(jì)不伸僅要甩考慮饒使用淺荷載磁，亦燭要考護(hù)慮施幟工階您段荷椅載作奴用。眼如果盟壓型余鋼板求的跨抱中撓順度w0大于20籌mm時(shí)，騙確定?；炷酵磷蕴熘貞?yīng)撐考慮堂撓曲萌效應(yīng)申，在怒全跨孔增加顆混凝震土厚如度0.里7w0，或思增設(shè)托臨時(shí)躺支撐鴉。(2捧)施工朽階段驗(yàn)算恨壓型藥鋼板——進(jìn)行嚷強(qiáng)度矮和變擊形驗(yàn)留算永久亮荷載非包括難壓型罩鋼板排、鋼霞筋和堅(jiān)混凝支土的涂自重礎(chǔ)；可器變荷益載包奏括施耗工荷禁載和典附加愿荷載遼。當(dāng)虎有過(guò)面量沖乘擊、烤混凝筑土堆革放、程管線祥和泵篇的荷利載時(shí)祝，應(yīng)桶增加源附加攜荷載散。驗(yàn)算大采用雀彈性傷方法唉，單館向板(3暖)使用枯階段非組徒合板杰：壓襲型鋼渡板僅斗作為爽模板攔使用產(chǎn)，不?？紤]黨其承踢載作臥用，栗可按盒常規(guī)戒鋼筋段混凝恭土樓跑板設(shè)盟計(jì)。甜無(wú)須階防火遣。組合榮板荷載迅：永鈴久荷取載、印可變同荷載志等驗(yàn)算枕內(nèi)容貍：強(qiáng)壘度和攏變形變形潮驗(yàn)算讓的力紅學(xué)模塞型：火單向刪彎曲炎簡(jiǎn)支琴板承載抓力驗(yàn)握算的秤力學(xué)遙模型層：按壓忘型鋼桿板上緊混凝竟土的糕厚薄史確定圣計(jì)算絕模型驗(yàn)算悲包括番：正螞截面捎抗彎倚承載筆力、蒼抗沖蘋剪承逼載力摸和斜問(wèn)截面倒抗剪毛承載腦力適筋翼板和訴超筋弄板。隨彎正矩的和增大賤，組巷合板簡(jiǎn)中壓變型鋼跟板從受拉欣邊開(kāi)挺始屈屋服，并陽(yáng)發(fā)展杠到整個(gè)乘高度，然霉后受翁壓邊姑緣混茂凝土高達(dá)到路極限啊壓應(yīng)只變而做壓碎哀破壞街，這誤種板宇為適筋錘板。當(dāng)戚板厚抽相對(duì)拿較小拐、含鈔鋼率冊(cè)較大盯時(shí)，焦受壓脊區(qū)混販凝土助將先欺于鋼合板屈倉(cāng)服而腰達(dá)到籃極限忙壓應(yīng)障變，蘿壓碎索破壞彈，這錯(cuò)種板阿為超筋炸板。有糞時(shí)超級(jí)筋板吐難以際避免賣，因危為壓附型鋼岔板的搶面積礦和尺鋤寸選玻擇還崖取決朱于施頃工階緩段的穗受力萬(wàn)情況琴。相對(duì)崗界限火受壓蜻區(qū)高忙度和仿界限講配筋晚率為昌：（4）正委截面亭抗彎為承載仇力驗(yàn)兆算適筋僻板的醋受彎萌承載弦力按格下式控計(jì)算藥：超筋趣板的功受彎丸承載衡力計(jì)追算較己為復(fù)崖雜，嫌一方放面是聾由于綱壓型叮鋼板香中的送應(yīng)力例隨截舉面高終度是帝變化托的，培另一霞方面加還要兆考慮換施工而階段幕是否撿受截谷。為鑒簡(jiǎn)化升起見(jiàn)晴，其蜂受彎盛承載馳力可黎偏于謊安全肉地取插界限高破壞鳥(niǎo)時(shí)的棗受彎縮慧承載橋力：式中x

組合惱板受聽(tīng)壓區(qū)泰高度煮，x=Apf/fcmb，當(dāng)x>0龜.5棄5h0時(shí)，灑取0.潑55h0，h0為組知合板鐵有效像高度躺；系數(shù)0.濾8相當(dāng)墾于將托壓型青鋼板片鋼材腳的抗迫拉強(qiáng)丸度設(shè)翠計(jì)值滋乘以談?wù)蹨p捐系數(shù)0.晚8，考吃慮到石起受拉牢鋼筋維作用兆的壓喉型鋼絨板沒(méi)喊有混川凝土既保護(hù)邪層，睛以及扯中和退軸附梢近材期料強(qiáng)蠅度發(fā)災(zāi)揮不侮充分等因縫素。（5）抗趁沖剪金承載斑力驗(yàn)刑算組合繪板在尖集中躍荷載須下的被沖切折力Fl，應(yīng)擇滿足Fl

0.州7ftumhcFl—局部抓集中屋荷載壞設(shè)計(jì)沸值；ft—混凝浸土軸疼心抗拼拉強(qiáng)花度設(shè)憂計(jì)值槐；hc—組合好板混東凝土猛層的孝厚度供；um—臨界閃截面樣的周愈長(zhǎng)，喂即距潑離集毯中荷降載作就用面犯積周諸邊處涂板垂草直截愛(ài)面的恰周長(zhǎng)行，按脅下式緩計(jì)算排：（6）斜券截面念抗剪死承載辰力驗(yàn)便算組合飄板斜斃截面況最大筒剪力繁設(shè)計(jì)扔值Vc應(yīng)當(dāng)頭滿足:(7儲(chǔ))組合撇板的霞變形英計(jì)算①厘施工蓋階段咱變形堪計(jì)算因?yàn)橄浣M合伏板施香工階車段將寨壓型攔鋼板票作為乓模板新，并賞且是等操作先平臺(tái)惜，因足此其研施工許階段喝的變歷形驗(yàn)肥算顯鴿得更羽為重合要。荷載吳：仍按太施工谷階段燈承載方能力軌驗(yàn)算應(yīng)，包稿括壓粉型鋼襪板及傘濕混叢凝土品自重專以及警施工勝活荷欠載（托包括網(wǎng)機(jī)具泳、人鍬員、塌材料蘭等）粘；考慮蜘施工迷時(shí)壓寸型鋼把板彎臘曲變度形、餐混凝梅土自勻重乘檔以1.室1；活撕荷載江不小雅于1.斗5kN/m2,但是碗變形遲計(jì)算企均取息標(biāo)準(zhǔn)書(shū)值。施工毅階段總是驗(yàn)平算壓已型鋼訴板的荒變形悉，不遙允許遙塑性熱變形爬。故絲式按彈周性計(jì)案算：Ess—壓型菊鋼板郊的彈夫性模姑量；Is—為計(jì)回算寬篇度上錯(cuò)壓型兵鋼板魔的慣環(huán)性矩霸；q1k—施工殃階段憶單位切計(jì)算蠻寬度夕壓型冠鋼板訴上的枯荷載守標(biāo)準(zhǔn)拍值；a—撓度翼系數(shù)垃，根胡據(jù)彈煩性分殿析，乘簡(jiǎn)支嫁板的落撓度耽系數(shù)椒為5/頁(yè)38幟4，兩跨殼連續(xù)談板的慚撓度系侵?jǐn)?shù)為1/帽18句5。要求障施工林階段檔組合振板的鋼撓度腰不應(yīng)泳超過(guò)l/20躁0及2