钢及混凝土组合梁弹性设计方法在工程中应用

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1、钢及混凝土组合梁弹性设计方法在工程中应用【摘要】钢与混凝土组合梁在工程设计中很少考虑混凝土翼板和钢梁的协同工作，真正发挥两种材料的优势，给工程造价造成了不必要的浪费。本文对钢与混凝土组合梁基本工作原理、基本受力性能、基本设计方法及要求等进行了详尽的阐述，运用工程实例介绍了钢与混凝土组合梁弹性设计与非组合梁设计对用钢量的影响，并进行了经济对比。通过分析比较，钢与混凝土组合梁运用弹性设计能够得到很好的经济效果。【关键词】钢与混凝土组合梁，弹性设计方法，经济对比Abstract：Inengineeringthedesign,steel-con

2、cretecompositebeamisnotconsideredconcretewingandsteeltoworktogether,don’tgivefullplaytotheadvantagesoftwokindsofmaterial,totheprojectcostcausedunnecessarywaste.Thebasicworkingprincipleandmechanicalperformanceofsteel-concretecompositebeamarepresenteddetailedinthispaper,me

3、antimethefundamentaldesignmethodandrequirementsarealsopresented,6byengineeringexamplethispaperintroducessteelandconcretecompositebeamswiththeelasticdesigntothedesignofthecompositebeamswithsteelamountofinfluence,andeconomiccontrast.Throughtheanalysisandcomparison,steeland

4、concretecompositebeamsusingelasticdesigncangetverygoodeconomiceffectKeywords：steel-concretecompositebeam,elasticdesignmethod,economiccomparison中图分类号：TU528文献标识码：A文章编号：前言6随着经济的快速发展，多高层钢结构以施工周期短、抗震性能好等诸多优点得到了普遍应用，钢与混凝土组合梁在建筑领域得到了长足发展，各国的工程技术人员及科研人员对组合梁的相关研究工作也正在深入、细致、全面的开展，

5、相关设计理论逐渐完善。在20世纪60年代以前基本按照弹性理论进行分析设计，20世纪60年代后则开始逐步转为塑性理论分析[1]。虽然塑形设计能够降低用钢量，充分发挥钢材的特性，但是鉴于目前我国对组合梁的理论研究较少，工程经验不多，限制了其在工程领域的应用，《钢结构规范》明确限定了塑性设计的适用范围为不直接承受动力荷载的固端梁、连续梁以及由实腹构件组成的单层和两层框架结构。对于带振动设备夹层的钢结构厂房及3层以上的民用多高层钢结构，塑性设计理论缺少规范条文及工程实例上的相应支持，而且因设计中钢梁已全界面达到塑性设计强度，在地震或动力荷载作用

6、下，钢梁会较早的发生破坏，抗震性能及耐疲劳性能降低。组合梁弹性设计方法虽然在现有的《钢结构规范》中只是提及并没有明确给出相应的计算公式及要求，但参考有关书籍[1]、[2]中给出的相应计算公式及要求，组合梁弹性设计是可以广泛用于带振动及各种形式的多高层钢结构中。鉴于目前的常用软件（PKPM）在钢与混凝土组合结构的整体分析时是按非组合梁对钢梁进行计算设计，没有考虑混凝土翼板对钢梁承载力提高的有力作用，这无疑增加了结构本身的造价成本及结构自重。本文以工程中的简支钢与混凝土组合梁为实例，通过对比非组合梁设计、组合梁弹性设计来说明组合梁弹性设计方

7、法的经济性。1钢与混凝土组合梁简介[2]、[3]1.1钢与混凝土组合梁的构成钢与混凝土组合梁一般由四部分组成（如图一所示）：1）钢筋混凝土翼板：可用现浇钢筋混凝土板、压型钢板混凝土组合楼板、钢筋混凝土叠合板等；62）板托：混凝土翼板在钢梁上翼缘冲切范围内的局部加厚部分，主要用于提高混凝土翼板的抗冲切、抗剪及抗弯承载力，减小混凝土板的板厚，节约材料，但是施工比较麻烦；3）抗剪剪连接件：它是混凝土板与钢梁共同工作的基础，主要用来承受钢筋混凝土翼板与钢梁交界面之间的纵向剪力，限制二者之间的相对滑移，还可抵抗混凝土翼板与钢梁之间的掀起作用。抗剪

8、连接件根据变形能力的大小分为：刚性连接件，柔性连接件。刚性连接件：变形能力小，组合梁内各个连接件的受力很不均匀，因此在受力较大的连接件附近会出现应力集中的情况。主要形式为方钢连接件，T型钢，马蹄型钢，槽钢等