钢-混凝土组合结构设计.pdf

第七篇 钢—混凝土组合结构设计 第一章 组合构件 第一章 组合构件 第一节 组合构件的分类 将钢结构常用的轧型钢、焊接型钢或板材与混凝土材料组合起来，形成一种不同 于钢筋混凝土构件的钢 混凝土组合构件，可以更有效地利用这两种材料各自的优 ! 点。这种组合结构构件已在工程结构中得到越来越广泛的应用。广义地讲，以两种 或两种以上不同的材料形成的结构构件都可称为组合结构构件，但本书仅涉及钢! 混凝土组合构件，简称组合构件。 目前经常使用的组合构件主要有组合板、组合梁（受弯构件）、钢管混凝土构件（轴心 受压或偏心受力构件）以及型钢混凝土构件（又称钢骨混凝土或劲性混凝土构件）。 组合板由压型钢板和混凝土构成，主要用于具有承重要求的板材，例如建筑结构 中的楼面板。在施工过程中，压型钢板作为底模，在混凝土结硬产生强度之前，承受 支承跨度之间的混凝土湿重和施工荷载；混凝土产生强度之后，则由混凝土和压型钢 板共同工作，承受施加在板面上的横向荷载。如果板的设计中不考虑在使用阶段由 压型钢板承担截面上部分或全部的拉力，则不能称之为组合板。压型钢板与混凝土 可以共同工作的前提是两种材料之间的界面上能够互相传递剪力。工程中有如下一 些处理方法：（）在压型钢板的肋上冲压抗剪齿槽，有时也可在平板部分设置凹凸齿 " 槽（图 、）；（）将压型钢板制成倒梯形的开口（图 ）或具有棱角的 # ! " ! "! " $ # ! " ! "# 凸肋，增加混凝土与板之间的咬合作用（图 ）；（）压型钢板上加焊横向钢筋 # ! " ! "$ % （图# ! " ! "% ）等。这些措施的效果各不相同，一般需经过试验，确定其叠合面上的抗 剪能力。 ·"#$# · 第七篇 钢一混凝土组合结构设计 图! " # " # 组合板的示意图 组合梁是钢梁与混凝土板（图! " # " $ ! ）或组合板（图! " # " $ " ）通过抗剪键连 接后形成的构件。钢梁在施工阶段承受未达到预期强度的混凝土板重及施工荷载； 在使用阶段，则以组合构件的整体作用负担除自重以外的其他恒载、活载。比起只用 钢梁承重的情况，显然组合梁可以节约钢材。 图! " # " $ 组合梁截面示意图 钢管混凝土构件以钢管的形式分，有方钢管或矩形钢管混凝土构件（图! " # " %! & # ），圆钢管混凝土构件（图! " # " %$ & % ）。以混凝土与钢管的相对位置分，有内 填式（图 、）、外包式（图 、）和内填外包式（图 、）。钢管 ! " # " %! $ ! " # " % " & ! " # " %# % 内部的填充混凝土中，一般不配置钢筋。有外包混凝土时，为使外包混凝土与钢管成 为一个整体，配置纵向钢筋及箍筋。钢管混凝土多用于柱子，也有用于其他受压或受 弯构件中的实例。在施工中，钢管可以承受上部的结构荷载，无需像钢筋混凝土柱那 ·#!$’ · 第一章 组合构件 样，等待柱子有足够的强度之后，才能往上继续施工。外周的钢管对内填混凝土起到 约束作用，使得这类构件中的混凝土在以受压为主的工作条件下，因三向受压而提高 强度及塑性；对钢管而言，无论是内填或外包混凝土都对其局部稳定性起有利作用。 外包的混凝土除在整体上提高了构件的强度和刚度，对