完全抗剪连接组合梁.ppt

* * * * 国家级精品课程——钢结构设计 * 第17讲 组合梁的设计 楼面梁的设计 钢梁的设计 组合梁的设计 组合梁：在钢梁上铺设钢筋混凝土板或压型钢板组合板，梁板共同工作，板可作为梁的一部分，发挥比钢梁更大的作用，其强度和刚度提高。 应用：钢结构的厂房、高层建筑及桥梁结构。 优点： 发挥材料的特性，承载力相同时，比非组合梁节约钢材15～25%。 刚度要求相同时，组合梁比非组合梁减小截面高度26～30%。 提高钢梁的侧向刚度和稳定性，改善受压区的受力状态。 抗震性能好。 * 第17讲— 组合梁的设计 无组合作用梁 变形图 应力分布 完全抗剪连接组合梁 楼板 钢梁 抗剪连接件 组合梁 （整体承受荷载） 楼板和钢梁独立发生弯曲变形； 楼板和钢梁间相对剪切滑动； 楼板和钢梁作为独立构件联合承担荷载。 变形图 应力分布 1. 组合梁的形式与特点 * 第17讲— 组合梁的设计 部分抗剪连接的组合梁 抗剪连接件数量较少。 抗剪连接件数量小于完全抗剪连接组合梁所需数量的50%，实际设计时不再考虑板梁的组合作用。 压型钢板混凝土组合板作为翼板的组合梁，宜按部分抗剪连接组合梁设计。 部分抗剪连接限用于跨度不超过20m的等截面组合梁。 1. 组合梁的形式与特点（续） * 第17讲—组合梁的设计 现浇混凝土楼板的板托 板托的作用： 扩大梁与板的承压面积，防止混凝土板的局部承压破坏； 提高板在支承梁处的截面高度，进而提高板的抗冲切能力； 组合梁截面高度增加，提高其截面刚度与承载力 * 第17讲— 组合梁的设计 2. 组合梁的计算 翼板的计算厚度： 普通钢筋混凝土翼板：原厚度ho 带压型钢板的混凝土翼板：hc （压型钢板顶面以上混凝土板厚度） 翼板有效宽度be ： be=bo+b1+b2（边梁） be=bo+2b2 （中间梁） bo ：钢梁（板托）顶部宽度 b1：梁外侧的翼板计算宽度, min{l/6, 6hc , s1} b2：梁内侧的翼板计算宽度, min{l/6, 6hc , s0/2} * 第17讲— 组合梁的设计 2. 组合梁的计算 组合梁正截面受弯承载力计算方法： （1）组合梁截面应力弹性分析方法 用于直接承受动力荷载或组合梁中受压板件的宽厚比不符 合表4-6(抗震等级2级)要求的组合梁的计算。 （2）组合梁截面应力塑性分析方法 用于不直接承受动力荷载，且组合梁中受压板件的宽厚 比符合表4-6((抗震等级2级))要求的组合梁的计算。 * 第17讲— 组合梁的设计 2. 组合梁的计算 组合梁截面应力塑性分析方法的假定: 在混凝土翼板的有效宽度内，纵向钢筋和钢梁受拉及受压应力均达到强度设计值； 塑性中和轴受拉侧的混凝土强度设计值可忽略不计； 塑性中和轴受压侧的混凝土截面均匀受压，并达到弯曲抗压强度设计值。 要求：钢梁翼缘及腹板的板件宽厚比满足塑性设计要求。 * 第17讲— 组合梁的设计 A :钢梁截面面积 Ac:钢梁受压区截面面积 2. 组合梁的计算 完全抗剪连接组合梁的强度计算: y1 y2 正弯矩作用区段的受弯承载力 * 第17讲— 组合梁的设计 2. 组合梁的计算 完全抗剪连接组合梁的强度计算: 负弯矩作用区段的受弯承载力 Ast:翼板有效宽度范围内钢筋截面面积 Ms: 钢梁截面的全塑性弯曲承载力 * 第17讲— 组合梁的设计 2. 组合梁的计算 完全抗剪连接组合梁的强度计算: 受剪承载力： 视全部剪力由钢梁腹板承受： hw、tw:分别为钢梁腹板的高度和厚度； fv ：塑性设计时钢梁钢材的抗剪强度设计值. 钢梁局部稳定： 板件宽厚比可偏于安全地按塑性设计的规定选取。 * 第17讲— 组合梁的设计 2. 组合梁的计算 部分抗剪连接组合梁的强度计算: 正弯矩作用区段的受弯承载力： 全部荷载产生的正弯矩设计值； 一个剪跨区的抗剪连接件数目； 每个抗剪连接件的纵向抗剪承载力. * 第17讲—组合梁的设计 2. 组合梁的计算 部分抗剪连接组合梁的强度计算: 负弯矩作用区段的受弯承载力： 受剪承载力和局部稳定性： 同完全抗剪连接组合梁。 * 第17讲— 组合梁的设计 2. 组合梁的计算 剪跨区段的划分： 在混凝土翼板上的力取抗剪连接件所能传递的纵向剪力。沿组合梁跨长，以支座点、弯矩极值点和零点为界线，将梁划分为若干剪跨区段。 组合梁抗剪栓钉的验算 * 正弯矩区剪跨段 V = A f (塑性中和轴位于混凝土翼板内) V = be hc fc (塑性中和轴位于钢梁截面内) 负弯矩区剪跨段 V