组合框架梁刚度对结构整体受力性能影响的分析和分析

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1、第一章绪论1．1钢一混凝土组合梁的特点和类型两种不同性质的材料组合成整体共同T作的构件称为组合构件，由组合构件可组成组合结构。由于两种不同性质的材料扬长避短，各自发挥所长，因此具有一系列优点。组合结构依据组成材料的不同有诸多类型，实际工程中有些普遍应用的结构也是组合结构。例如钢筋混凝土结构就是钢筋和混凝七组合而成，早已普遍应用，并形成一种独立、成熟的结构形式，成为用于土木、建筑、水利等工程中最为广泛的结构形式之一。现在一般所指的组合结构主要是指钢与混凝土组合而成的结构。组合结构经过几十年的研究和应用，迅速发展，至今已成为一种公认

2、的新的结构体系，与传统的四大结构，即钢结构、木结构、砌体结构、钢筋混凝土结构并列，已扩展为第五大结构n¨。1．1．1组合梁的特点组合梁结构除了能充分发挥钢材和混凝土两种材料受力特点外，与非组合梁结构比较，具有下列一系列的优点‘卜3儿141‘1‘钉：1．节约钢材和造价组合梁方案与钢结构方案相比，可节省钢材20％'-'40％。目前，在我国火电厂厂房楼层设计中，次梁一般为工字钢梁，采用组合楼层与非组合楼层相比，每平方米造价可降低10％～40％。2．降低梁高组合梁较非组合梁不仅节约钢材，降低造价，而同时降低了梁的高度，这在建筑或工艺限制

3、梁高的情况下，采用组合梁结构特别有利。表1．1是有人对一3跨6层框架，分别对组合粱和非组合梁方案进行重量比与梁高比分析得出的结果，从表1．1可以看出，按塑性理论进行设计的组合梁，不仅节约钢材34％，而且梁高降低了10％。表1．1组合梁和1F组合粱重量及高度比梁型设计理论用钏量比(％)高度比(％)弹性理论loo非组合梁塑性理论95102弹性理论8691组合梁塑性理论66903．增强刚度同一型号的工字钢梁，采片j组合梁与非组合梁相比，组合梁刚度是非组合梁刚度的3～3．5倍。梁的高度可减少l／3～坨。此外，还可提高梁的白振频率。国内实

4、践表明，对于某些承受竖向低频振动荷载的大跨平台结构，采用钢梁方案时，往往要发生共振，钢梁的刚度是至关重要的。这时可在不增加钢梁截面尺寸的前提下，将混凝士楼板与钢梁组合一起，提高梁的白振频率，避免可能发生的共振频率区。4．增强梁的承载力从梁的一些试验资料表明，组合梁的实际承载力为设计承载力的2．2～2．6倍，而非组合梁一般不大于2。另外，在一些试验研究及实际．1：程设计中，还发现组合粱的运用在降低冲击系数，改l东南大学硕士学位论文善抗震性能和抗疲劳性能等方面具备优点，局部稳定性能良好，一般使用寿命长。1．1．2组合梁的类型组合梁按

5、照截面形式可以分为外包混凝土组合梁(图1．1(a))和T形组合梁(图1．1(b)．(c))。外包混凝土组合梁义称为劲性混凝土梁或型钢混凝土梁，主要依靠钢材与混凝土之间的粘结力协同工作，T形组合梁则依靠剪切连接件将钢梁与混凝十翼板组合在一起，常称为钢．混凝土组合梁。本文仅对钢．混凝十组合梁进行研究。(a)外包钢筋混凝土组合梁(b)无板托的T形组合粱(c)有板托的T形组合梁图1．1组合粱的不同截面形式1．根据混凝土翼板的构造不同分类T形钢一混凝土组合梁按照混凝士翼板的构造不同又可以分为现浇混凝士翼板组合梁、预制混凝土翼板组合梁、叠合

6、板组合梁以及压型钢板混凝土翼板组合梁，如图1．2所示。现浇混凝十翼板组合梁(图1．2(a))的混凝土翼板全部现场现浇，优点是混凝土翼板整体性好，缺点是需要现场支模，湿作业工作营大，施：I：速度慢。预制混凝土翼板组合梁(图1．2(b))的特点是混凝士翼板预制，现场仅需要在预留槽口处浇筑混凝土，可以减小现场湿作业量，施工速度快，但对预制板的加工精度要求高，不仅需要在预制板端预留槽口，而且要求两板端预留槽口在组合梁的剪切连接件位置处对齐，同时槽口处需附加构造钢筋。由于槽口构造及现浇混凝十是保证混凝土翼板和钢梁共同工作的关键，因此槽口构

7、造及混凝士浇筑质量直接影响剑混凝士翼板和钢梁的整体工作性能。作为大规模推广应用的结构形式，实现预制混凝土翼板组合梁的精确施工并确保其质量尚有一定的困难。叠合板翼板组合梁(图1．2(c))是我国科技工作者在现浇混凝土翼板组合梁和预制混凝土翼板组合梁的基础上发展起米的新型组合梁，具有构造简单、施工方便、受力性能好等优点。预制板在在施-T阶段作为模板，在使用阶段则作为楼板或桥面板的一部分参与板的受力，同时还作为组合梁混凝-十板的一部分参与组合梁的受力，做剑了物尽其用。压型钢板混凝土组合梁(图1．2(d))在施．T阶段压型钢板可以代替模

8、板，在使用阶段的功能则取决于压型钢板的形状和构造。对于带有压痕和抗剪键的开口型压型钢板以及近年来发展起米的闭口型和缩口型压型钢板，还可以代替混凝土板中的下部受力钢筋，其他类型的压型钢板一般则只作为永久性模板使用。2第一章绪论(a)钢．现浇混凝十组合梁(”钢一预制