钢混凝土组合梁设计课件.ppt

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1、第四讲钢-混凝土组合梁截面设计主要内容施工阶段使用阶段1.按弹性理论设计2.按塑性理论设计1按弹性理论确定钢-混凝土组合梁截面承载力基本假定折算截面截面特性混凝土徐变影响截面正应力截面剪应力设计实例1.1按弹性理论设计的基本假定截面的范围：钢梁+有效宽度范围内的混凝土板，且假设应力在混凝土板内均匀分布钢和混凝土均为理想线弹性材料忽略钢梁和混凝土翼缘板之间的滑移符合平截面假定有效宽度范围内的混凝土板按实际面积计算，不扣除受拉开裂面积，忽略板托面积，对压型钢板-混凝土组合板，板肋部分混凝土面积忽略忽略混凝土板内的钢筋

2、1.2组合梁折算截面计算理论：将混凝土部分折算成钢材，按材料力学方法1.3截面特性计算1.4混凝土徐变的影响荷载的标准组合vs准永久组合活荷载的准永久值系数？长期荷载作用下，混凝土的弹性模量折减混凝土徐变，弹性模量降低1.5截面正应力1.6截面剪应力1.7两阶段应力叠加：施工阶段与使用阶段施工阶段：研究对象为钢梁简支梁或多跨连续梁，跨度为：无支撑时取支座间距有支撑时取支撑之间的距离1.7.1施工阶段设计荷载自重：钢梁：7850kg/m3混凝土：2500kg/m3压型钢板：根据型号查表施工荷载：不小于1.5kN/m

3、21.7.2施工阶段设计钢梁弯曲应力上翼缘上表面腹板上端与上翼缘相交处下翼缘下表面腹板下端与下翼缘相交处1.7.2施工阶段设计剪应力腹板上端与上翼缘相交处中性轴处腹板上端与上翼缘相交处折算应力腹板上端与上翼缘相交处腹板上端与上翼缘相交处1.7.3使用阶段设计研究对象：折算后的组合截面截面中性轴位置变化1.7.4使用阶段设计荷载计算跨度和跨数：支座之间的距离二期恒荷载：装修，抹灰，吊顶，管道等恒载有支撑时，去除支撑，反向施加支座反力使用活荷载：《建筑结构荷载规范》1.7.5应力叠加两阶段设计钢梁：应力叠加混凝土板：

4、仅第二阶段应力挠度：两阶段叠加1.7.6正应力验算正应力验算1.7.7剪应力验算剪应力验算1.8施工阶段整体稳定验算1.9设计实例（1）施工阶段设计（1.1）荷载计算钢梁截面：上翼缘120x6；下翼缘150x8；腹板286x8厚90；宽3000施工荷载1kN/m2（1.2）内力计算跨度3.5m支座截面弯矩1/8ql2支座反力3/8ql上翼缘Aft=120x6=720下翼缘Afb=150x8=1200腹板Aw=286x8=2288A=Aft+Afb+Aw=4208Ybs=134.06;Yts=165.94Is=55

5、.68e4借助Excell计算正应力计算截面剪应力计算IsysSo支座截面L/4L/2支座截面L/4L/2弯矩5.57E+07010.89-19.45010.89-19.45剪力19.454.1727.7819.454.1727.78钢梁顶A-165.900-32.4557.970.000.000.00钢梁腹板上端B-159.9117316.80-31.2855.875.121.107.32钢梁中性轴处C0219640.000.000.009.592.0613.70钢梁腹板下端D126.06156072.0024

6、.66-44.036.811.469.73钢梁底E134.060026.22-46.830.000.000.00（2）使用阶段设计（2.1）短期荷载效应组合混凝土翼板的等效宽度Beq=1200/6.87=174.7中性轴距梁底的距离Ybs=(174.7*90*345+120*6*297+286*8*151+150*8*4)/(174.7*90+120*6+286*8+150*8)=300.5Is=174.7*90^3/12+174.7*90*44.5^2+120*6*3.5^2+8*286^3/12+8*286*

7、149.5^2+150*8*296.5^2=2.14e8（2.2）短期荷载效应计算恒荷载楼面铺装，吊顶等1.5*3*1.2=5.4kn/m活荷载使用荷载3*3*1.4=12.6kn/m总荷载：5.4+12.6=18.0kn/m支撑的反力设计值55.56kN（2.3）内力单跨：跨度7.0m荷载：均布+集中弯矩：应力计算（2.4）长期荷载效应组合混凝土翼板的等效宽度Beq=0.5*1200/6.87=87.3中性轴距梁底的距离Ybs=(87.3*90*345+120*6*297+286*8*151+150*8*4)/

8、(87.3*90+120*6+286*8+150*8)=271.4Is=87.3*90^3/12+87.3*90*118.6^2+120*6*25.6^2+8*286^3/12+8*286*117.4^2+150*8*257.4^2=1.83e8（2.5）长期荷载效应计算恒荷载楼面铺装，吊顶等1.5*3*1.2=5.4kn/m活荷载使用荷载3*3*1.4*0.5=6.3k