新型组合楼盖梁在竖向均布荷载作用下受力性能探究

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1、新型组合楼盖梁在竖向均布荷载作用下受力性能探究　　摘要本文主要阐述一种新型组合楼盖梁结构，在对其弹性抗弯承载力既有方法进行综合评述的基础上，结合组合楼盖梁模型试验研究，理论解析计算结果和试验结果吻合良好。关键词叠合板组合梁均布荷载弹性抗弯承载力(ArchitecturalDesign&ResearchInstituteofNingboUniversityCo.,Ltd，ZhejiangNingbo315021)Abstract：Thispaperdiscussesanewtypeofcompositesteel-con

2、cretebeamstructure,onthebasisofthesummaryoftheelasticflexuralcapacity,combinedwiththemodeltestofthecompositesteel-concretebeam,thetheoreticalanalysisagreeswiththeexperimentalresultswell.Keywords：laminatedslab,compositesteel-concretebeam,uniformload,elasticflexur

3、alcapacity中图分类号：TU366文献标识码：A文章编号：1前言10钢-混凝土组合楼盖梁简称组合梁，是在钢梁的上翼缘表面焊接抗剪连接件后，再浇筑混凝土板而形成的一种钢筋混凝土上翼缘板与钢腹板及下翼缘的整体组合梁。由于抗剪界面的可靠连接，其整体工作性能良好，能充分发挥两种材料的优势，显著提高结构的强度和刚度，梁挠度可减少1/3以上，节约钢材20%～40%，并可降低造价约10%～30%，组合梁比混凝土梁减小结构高度1/5~1/3。当采用压型钢板组合楼板和钢－叠合板组合楼盖等做法时，还可以显著方便与加快施工。近几年新

4、兴应用起来的钢－叠合板组合楼盖，其相比较于压型钢板组合楼板，可以节约大量的钢材，避开压型钢板防腐防锈的难题，减小栓钉焊接的难度，且耐久性增强。2叠合板组合楼盖梁抗弯承载力计算模型2.1叠合板组合梁弹性计算基本假定根据相关文献，组合梁按弹性理论计算组合梁的受弯承载力时，其基本假定为：a.钢材和混凝土均为理想的弹性体；b.钢梁和混凝土板之间的相对滑移很小，可以忽略不计，平截面在弯曲之后仍保持平面；c.不考虑混凝土开裂后对截面削弱的影响；d.在正弯矩作用下，不考虑混凝土板中的钢筋作用；e.构件剪力均由钢梁腹板承受。102.2

5、组合梁弹性受弯承载力的计算模型将混凝土等效换算成钢材后，即可认为组合梁的截面是由单一材料组成的，正弯矩作用下的正应力计算公式为：对钢梁部分（1）对混凝土部分（2）式中－所求应力点到换算截面重心轴的距离，在重心轴以下时为正；－施工阶段所求应力点到钢梁形心轴的距离；－施工阶段的永久荷载对组合梁产生的设计弯矩；－使用阶段的永久荷载与可变荷载对组合梁产生的设计弯矩；－所求应力点到换算截面重心轴的距离，在重心轴以下时为正；－由混凝土板和钢梁构成的换算截面惯性矩；－钢梁的惯性矩。2.3考虑滑移效应的组合梁弯曲强度计算模型对于完全交

6、互作用的钢－混凝土组合梁截面弹性抗弯强度可以按照换算截面法和材料力学公式计算，设钢梁底部应力为，为按照换算截面法得到的钢梁截面底部纤维的截面抵抗矩，则截面弯矩为：10（3）钢梁开始屈服时截面抗弯强度的理论值为。由于滑移效应的存在，截面的实际弯矩要小于由式（3）给出的理论计算值。为了定量计算滑移引起截面弯矩的降低，引入以下两点假设：钢梁和混凝土翼缘的弯曲曲率相同；滑移应变引起截面的附加应力按线性分布。假设是考虑到由滑移引起的附加应力主要分布在截面的中和轴附加（如图2（b）所示），并且此时混凝土的应力水平处于应力－应变曲线

7、的上升段，因此混凝土的非线性特征对计算结果的影响可以忽略不计。根据假设得到的计算模型如图2所示。如果交接面的相对滑移应变为，则钢梁顶部的附加压应变（如图2（b）所示）为：图2的计算模型（4）根据图2（d）所示的模型，钢梁截面的附加合力（压）为：（5）由引起的附加弯矩（使截面弯矩减小）为：（6）因此组合梁截面的实际弯矩为：（7）10显然，计算的关键是确定交接面的滑移应变。考虑滑移效应后组合梁截面的折减刚度为：（8）式中－为组合钢梁刚度折减系数[6]；组合梁附加变形法，滑移效应引起的附加曲率为：（9）因此可以表达为：（10

8、）将式（10）代入式（6），便可以表达为：（11）所以，考虑滑移效应后截面的实际弯矩为：（12）其中由滑移效应引起组合梁截面弹性弯矩减小的折减系数如下式所示：（13）因此，可简单地表示为：（14）当交接面无相对滑移时，即连接件地刚度时，由可知，故，此时。在弹性极限状态即对应钢梁开始屈服时的弯曲强度为：（15）其中表示由换算截面法得