钢与混凝土组合结构课件.pptx

1、钢与混凝土组合结构,第一章绪论,1.1组合结构的类型及特点两种不同性质的材料组合成整体共同工作的构件称为组合构件。由组合构件可组成组合结构。50多年来组合结构的研究与应用得到迅速发展，至今已成为一种公认的新的结构体系。其与传统的四大结构，即钢结构、木结构、砌体结构和钢筋混凝土结构并列，已扩展成为五大结构。钢与混凝土组合结构依照钢材形式与配钢方式不同又有多种类型，并且一些新的结构形式仍在不断出现。目前研究较为成熟与应用较多的主要有下列各种钢与混凝土组合结构。,1.压型钢板与混凝土组合板,在压成各种形式的凹凸肋与各种形式槽纹的钢板上浇注混凝土而制成的组合板，依靠凹凸肋及不同的槽纹使钢板与混凝土组合

2、在一起。在与混凝土共同工作性能较差的压型钢板上可焊接附加钢筋或栓钉，以保证钢材与混凝土的完全组合作用。特点：利用混凝土造价低、抗压强度高、刚度大等特点作为板的受压区，而受拉性能好的钢材放在受拉区，代替板中受拉钢筋，使得两种材料合理受力，各得其所，都能发挥各自的优点。其突出的优点还在于压型钢板在施工时先行安装，可作为浇注混凝土的模板及施工平台。,压型钢板与混凝土组合板的形式,2.钢与混凝土组合梁,将钢梁与混凝土板组合在一起形成组合梁。混凝土板可以是现浇混凝土板，也可以是预制混凝土板、压型钢板混凝土组合板或预应力混凝土板。钢梁可以用轧制或焊接钢梁。钢梁形式有工字钢、槽钢或箱形钢梁。混凝土板与钢梁之

3、间用剪切连接件连接，使混凝土板作为梁的翼缘与钢梁组合在一起，整体共同作用形成组合T形梁。特点：使混凝土受压，钢梁主要是受拉与受剪，受力合理强度与刚度显著提高，充分利用了混凝土的有利作用。并且由于侧向刚度大的混凝土板与钢梁组合连接在一起，很大程度上比避免了钢结构容易发生整体失稳与局部失稳的弱点。,带板托的组合梁,无板托的组合梁,组合梁的形式,3.型钢混凝土结构,型钢混凝土结构是在混凝土中主要配置轧制或焊制型钢。特点：在混凝土中配置的是型钢，这些型钢可以是轧制的也可以是焊接的。一般在大型建筑中经常配置焊接型钢，可以根据构件截面大小、受力特点，考虑到受力的合理性，灵活的选择焊接型钢各个板件宽度与厚度

4、。型钢混凝土结构不仅强度、刚度明显增加，而且延性获得很大的提高，从而成为一种抗震性能很好的结构，所有尤其适用于地震区。比起钢结构建筑，采用型钢混凝土结构节省了大量钢材，降低了造价，而且避免了钢结构建筑防锈、防腐蚀、防火性能差，需要经常性维护等弱点。,型钢混凝土构件截面形式,4.钢管混凝土柱,钢管混凝土柱可分为（圆）钢管混凝土柱和方钢管混凝土柱。一般在钢管中浇注混凝土，并不另配钢筋。（1）圆钢管混凝土柱的特点：利用钢管约束混凝土，将混凝土由单向受压转变为三向受压。钢管混凝土结构充分发挥混凝土和钢材各自的优点，避免了钢材特别是薄壁钢材容易失稳的缺点，所以受力合理，大大节省材料由于其是圆形截面，而且

5、断面高度较小，所以在受弯矩作用时显然并无优越可言，而且是不利的，因此常常将其作为高层建筑中的下面数层的柱是最合适的。圆钢管混凝土结构的最大弱点是圆形截面的柱与矩形截面的梁连接比较复杂，是推广圆钢管混凝土结构的一大障碍。,圆钢管混凝土,方钢管混凝土,矩形钢管混凝土,钢管混凝土截面形式,(2)方钢管混凝土柱的特点：克服了圆钢管混凝土柱的一些缺点。可以用作偏心受压柱，房屋的外观较好；连接面为平面，节点构造比较简单；方钢管构成封闭截面，自身刚度较大；由于钢材都分布于截面外边，抗弯承载力较高；钢板为连续配置，提高了对混凝土的约束作用，故构件的延性比钢筋混凝土结构明显提高；省去模板，方便施工。,钢管混凝土

6、节点形式,圆空夹层钢管混凝土截面形式,1.2组合结构的发展与应用,由于组合结构的一系列优点，所以欧美国家及日本等国在20世纪初即开始应用。压型钢板混凝土组合楼板开始应用于欧美国家。组合板的设计计算的关键问题是解决压型钢板与混凝土的组合剪切计算。美国的Porter 和Ekberg教授等首先在实验的基础上，提出了组合面纵向剪切承载能力的计算方法，使得组合板的设计计算理论推进一步，并逐步推广到世界其他国家。冶金部建筑研究总院在对大量国产压型钢板组合板实验研究的基础上，提出了我国自己的计算公式。,我国从20世纪50年代开始，首先在桥梁结构中应用了组合梁，并进行过少量实验。组合梁的计算与应用中的一个关键

7、问题是连接问题。美国、英国等首先用推出实验得出剪切连接件强度计算公式，并纳入英国规范CP110；我国的郑州工学院、哈尔滨建工学院、清华大学等先后开展了研究工作。钢结构设计规范(GBJ17-88)首次将组合梁的设计方法纳入规范。关于型钢混凝土结构的计算理论，国际上主要有三种类型：欧美的计算理论基于钢结构的计算方法，考虑混凝土的作用，在实验基础上将实验曲线进行修正，突出反映在组合柱的计算上。前苏联关于型钢混凝土结构的计算理论是基于钢筋混凝土结构的计算方法，认为型钢与混凝土是完全共同作用的，因此实验证明前苏联计算方法在某些方面偏于不安全。第三种类型是日本建立在叠加理论基础上的方法，认为型钢混凝土结构

8、的承载能力是型钢与混凝土两者承载力的叠加。比较证明，日本的计算方法偏于安全。,我国在型钢混凝土结构方面的研究与应用始于20世纪80年代初。西安建筑科技大学、冶金部建筑研究总院等科研单位最早对其进行研究，并于1989年提出了型钢混凝土结构设计建议。1997年主要参考日本规程，原冶金部颁发了行业标准钢骨混凝土结构设计规程（YB9082-97)；2001年又根据我国的研究成果和和设计经验，由建设部颁布了型钢混凝土组合结构技术规程（JGJ 138-2001）。早在1879年英国就在铁路桥的建设中应用了钢管混凝土结构，随后，美国、法国、前苏联和日本等相继将钢管混凝土结构应用于房屋中，尤其是超高层结构。我

9、国自20世纪60年代开始引入钢管混凝土柱，并广泛应用于工业厂房、高炉和锅炉支架、输（变）电塔架、公路和城市桥梁、以及高层建筑中。原中科院哈尔滨土建研究所、哈尔滨建工学院、中国建筑科学研究院等单位先后开展了较为系统的研究工作。,我国至今尚无一部完整的关于组合结构设计的国家规范。但是近几十年，特别近20年来在大量学者的研究成果与应用基础上，各部制订了一些专项规程。这些规程的颁发，一方面推动了组合结构在我国的推广应用，另一方面也说明了目前工程界急切需要一部完整的统一的组合结构设计规范，可供设计遵循。这部规范应当主要建立在我国自己研究成果的基础上，比较成熟、完善，又适合我国国情的规范，它应该是我们工程

10、界的研究、设计、施工人员及有关学者共同完成的一项有意义的任务。,第二章钢与混凝土的连接与组合,2.1 概述前已述所谓组合构件、组合结构，是两种或两种以上的材料组合在一起，共同工作的构件或结构。组合构件的关键是“组合”，必须是组合 在一起共同工作的构件才是组合构件。举一简单例子。若两个梁无结合叠合在一起，受力及变形情况如图2.1，根据材料力公式可得：最大正应力：最大剪应力：最大挠度：,图2.1 非组合梁,如果上下两梁完全组合在一起，按下图受力及变形,图2.2 组合梁,按材料力学公式求得：梁上下纤维的最大正应力（跨中）,梁的支座处最大剪应力,最大挠度（跨中）完全组合的梁与两者简单叠合（未组合）的梁

11、相比：正应力：由减小一半,剪应力：由两者相等，不过并非h/2处而是两梁交界面处。挠度：由减为1/4，大大减小。这是因为组合以后的惯性矩由原来的增大为：增大了4倍。另外，“组合”还有另一种意义。如下图2.3 所示两个刚度不同的梁简单叠合后受力，则由于刚度差。（例如比大得多。因为是两种不同材料与不同截面高度的梁的叠合）,图2.3,组合梁中的“掀起力”,若，则上梁AB的挠度比下梁CD少得多，使上下梁就产生分离，似乎有一种“掀起力”。因此要达到完全组合，界面上发生共 同变形不仅要克服界面上的纵向剪力，彼此纵向滑移，而且要克服掀起力，阻止两者上下分离。,2.2 连接方式,组合构件中混凝土与钢连接应视构件

12、的形式与受力性能采取不同的方式。对于不同的组合构件，对组合作用有不同要求。因而有不同形式。本章主要是讲用于组合梁中的剪切连接件。钢混凝土组合板主要是靠压型钢板压制成凸凹的纵肋与槽口，槽纹起到混凝土与压型钢板的连接作用。压型钢板压成纵肋，不仅增强粘结作用，又大大提高了钢板的刚度，使其可以作为模板而不加支撑（或只设少量支撑）,图2.4 槽口槽纹的不同形式各种槽口槽纹的压型钢板型式见P35图3.1.1,P36图3.2.1,组合梁上的剪力件分两类：1.柔性剪力件,一般为带头栓钉，如图2.5.,2.刚性剪力件,柔性剪力件，虽然能抵抗纵向剪力及掀起力，但是由于其刚度较小，在纵向剪力作用下，由于栓钉杆的变形

13、，引起被连接两部件在界面上的滑移。对于一些需要严格控制滑移的构件，可采用刚性连接件。刚性连接件由方钢、丁字钢、槽钢或马蹄形钢来制作。为了有效抵抗掀起力，一般在其上焊接“U”形钢筋或带钩斜筋。如图2.6所示。,图2.5 带头栓钉,图,剪切连接件,2.6,2.3 剪切连接件的实验研究,连接件的强度与荷载-滑移关系和组合构件的设计密切相关。连接件的强度与荷载滑移曲线一般可用推出实验直接测得。标准试件的尺寸与型钢截面的要求见图2.7。,图2.7,推出试验的试件形式尺寸,剪力件的极限强度与混凝土强度、栓钉直径、栓钉材料的强度等因素有关。栓钉的直径而且影响到组合结构的破坏形态，直径大的栓钉，达到最大破坏荷

14、载时可能是由于栓钉周围混凝土的破坏；而直径小的栓钉，一般是由于栓钉的剪切破坏。两种破坏形态的界限大致为直径16mm 19mm，并与混凝土强度有关。确定连接件强度的一种方法是至少做相同的10个试件，测得它们的极限荷载，然后取概率曲线上的0.05分位值作为连接件的极限荷载Pu。剪力件的设计承载能力按下式计算：(2.1)式中，为连接件材料的设计强度；为连接件材料的实际屈服应力；为连接件的剪切极限荷载；为连接件的抗剪设计承载能力。,表2.1给出了几种规格的栓钉，在不同混凝土强度等级下的静力强度试验结果。表2.1带头栓钉静力强度实验结果,2.4 剪切连接件的承载能力计算,根据试验结果，并考虑满足可靠指标

15、的要求，一个带头栓钉仅受纵 向剪力的剪切承载能力可按下式计算,（2.2）（2.3）,当当当,时，时，在3.04.2之间，可用线性插入法确定。,h栓钉全长；栓钉杆截面积；,d栓钉杆直径；混凝土轴心抗压强度；,混凝土弹性模量；栓钉材料抗拉设计强度.表2.2给出了相应于常用混凝土强度等级、多种规格栓钉的抗剪承载力1.一无头栓钉剪力连接件的承载力如果栓钉的抗拔力得到可靠保证,亦可用无头栓钉,其承载力可按上述(2.2)、(2.3)式计算,并参考表2.2。,栓钉承载力(kN),截面面积栓钉承载力(kN)0.43/(mm),直径(mm),表2.2一个带头栓钉的抗剪承载力,2.承受拉力作用的带头栓钉连接件应验

16、算抗拉锚固能力,（2.4）为栓钉连接件的抗拉设计强度；C为系数,普通混凝土取3.0,轻混凝土取2.5;Csp为与连接件间距有关的折减系数,（2.5）为连接件间距。当纵向与横向间距均小于2h时，应进一步折减，并由试验确定。如带头栓钉同时受拉、剪复合作用，应考虑其不利组合。按下式验算：,（2.6）P为栓钉承受的实际剪力；T为栓钉承受的实际拉力；,为存在拉力情况下栓钉的剪切设计强度；为存在剪力作用下的栓钉抗拉设计强度。,3.带头栓钉在交变荷载作用下的承载力,（2.7）为对应该剪力变化幅,为在一定剪应力变化幅值范围内循环次数；度，连接件的允许次数。,4.用于连接压型钢板的带头栓钉压型钢板肋与支承梁平行

17、时，仍可按(2.2)、(2.3)计算，但当压型钢板肋宽与肋高之比小于1.5时，其剪切设计强度乘以计算折减系数。,（2.8,（2.8）,图2.8,压型钢板与梁连接,当压型钢板的肋垂直于支撑梁，其设计剪切强度按(2.2)、(2.3)计算，并乘以折减系数（2.9）支承梁截面上，一个板肋的栓钉数。时，取3。即两列时，系数为0.60，一列时为0.85，3列时为0.49。如果剪力件既对梁又对板提供组合作用时，则剪力件上引起的剪力应按下式计算：（2.10）P剪力件上引起的总剪力；由于梁的组合作用引起的纵向剪力；由于板的组合作用引起的横向剪力。5.块式剪切连接件即刚性剪力件。块式剪力件承载力可以根据局部受压强

18、度进行计算（2.11）受力方向的承压面积；周围混凝土的局部受压强度。,（2.12）局部受压计算面积，以相邻剪力件背面1：5斜率扩大了的面积。,图2.9局部受压计算面积图2.10块式连接件的计算块式连接件与钢梁焊缝应根据作用于连接件重心的剪力 Pv 所产生的剪力与弯矩进行设计。作用在焊缝上的剪力（2.13）弯矩（2.14）,6.承受剪力的斜筋连接件,（2.15),为斜筋的截面面积7.斜筋与环筋锚固连接件,（2.16）（2.17）8.带有斜筋与环筋的块式连接件带有斜筋的块式连接件，其组合强度:（2.18）带有环筋的块式连接件:（2.19）,9.槽钢连接件槽钢连接可按(1.20)计算，对于常用槽钢及

19、混凝土强度，其设计承载力列于表2.3。（2.20）表2.3 一个槽钢连接件的设计承载能力,2.5 剪切连接件的构造要求,1.连接件的混凝土保护层不小于20mm。带头栓钉连接件栓钉头的下面或抗拔环筋的内面与板中下部筋的上表面至少应有30mm的净距。见图2.11。主要是为了防止腐蚀，及有效抵抗“掀起力”。,图2.11栓钉与环筋的设置2.有板托的组合梁，连接件应满足：侧面保护层不小于40mm;混凝土板托的外边缘应当在自连接件根部所引的与翼缘成45的斜线以外。见图2.12。,图2.12栓钉剪力件在板托中位置3.纵向间距不大于600mm，且不大于板厚的4倍。连接件与翼缘边缘之间距离不小于20mm.,带头

20、栓钉连接件，长径比 h/d不小于3；承拉翼缘的直径 d1.5t，t翼缘板厚；翼缘不受拉 d2.5t栓钉头直径不小于1.5d，头高不小于0.4d栓钉最小间距：剪力方向垂直剪力方向（横向）用于连接压型钢板与钢梁的栓钉，d19mm。栓钉顶部至少应超过压型钢板顶面35mm.,3.1 概述压型钢板与混凝土组合板是20世纪60年代前后兴起的一种新型组合结构。1.压型钢板按其在组合板中的作用可分为三类：以压型钢板作为板的主要承重构件，混凝土只是作为板的面层以形成平整的表面及起到分布荷载的作用。按钢结构规范进行施工阶段和使用阶段计算。压型钢板仅作为浇筑混凝土的永久性模板，并作为施工时的操作平台。考虑施工阶段荷

21、载，按钢结构计算。使用阶段仅考虑混凝土，按按混凝土规范计算混凝土板。以上两类均属于非组合板。考虑组合作用的压型钢板混凝土组合板。施工阶段压型钢板作为模板及浇注混凝土的作业平台。使用阶段，压型钢板相当于钢筋混凝土板中的受拉钢筋，在全部静载及活载作用下，考虑二者的组合作用。,第三章压型钢板与混凝土组合板,本章主要讲第三类，即组合楼板。,2.组合板优点压型钢板作为浇灌混凝土的模板，节省了大量木模板及其支撑。压型钢板工厂生产、运输、堆放方便，节省大量支模工作，并且改善了施工条件。在使用阶段，由于组合作用，可代替受拉钢筋。减少了钢筋的制作与安装工作。刚度大，自重轻。便于敷设通信、电力、采暖等管线。便于立

22、体作业，加快施工进度，缩短工期。可直接做顶棚。减小了发生火灾的可能性。,3.2 压型钢板的型式及要求,压型钢板的形式：闭口形槽口的压型钢板(图3.1a)轧齿槽或开小孔的压型钢板(图3.1b)(3)加焊钢筋的压型钢板(图3.1c)国内生产的压型钢板仅适用于直接作用于非组合板，如果用于组合板中，必须在板的翼缘上采取措施，以保证组合效应。,图3.1,压型钢板与混凝土的组合连接,图3.2 国外生产的板型,图3.3 国内产压型钢板主要板型,3.3 压型钢板的截面特征,受压翼缘的有效计算宽度在与腹板交接处应力最大，距腹板愈远，应力愈小，呈曲线递减。实用上常把翼缘的应力分布简化成在有效宽度上的均布分布。计算

23、公式按表计算。可近似取，t为压型钢板板厚。3.3.2 对压型钢板的要求压型钢板的厚度一般不应小于0.75mm。为便于浇灌混凝土，要求压型钢板的平均槽宽不小于50mm。当在槽内设置带头栓钉时，压型钢板的总高，包括刻痕在内不应大于80mm.压型钢板受压翼缘带有纵向加劲肋时，加劲肋的刚度须满足：边缘卷边加劲肋且（3.1）,中间加劲肋,且,（3.2）,3.4 组合板的承载力计算,3.3.1 组合板的破坏模式（见图3.4.2）弯曲破坏（沿1-1）当组合板中含钢量适当时，破坏是从受拉区压型钢板及受拉钢筋开始，及受拉钢板及钢筋首先屈服，板的变形裂缝迅速发展，受压区不断减小，最后由于混凝土被压碎而告破坏。通常

24、应以含钢率或x值控制。纵向水平剪切粘结破坏（沿2-2）主要由于混凝土与压型钢板的界面抗剪切滑移强度不够，使两界面成为组合板薄弱环节。破坏特征：首先在靠近支座附近的集中荷载处混凝土出现斜裂缝，混凝土与压型钢板开始发生垂直分离，随即压型钢板与混凝土丧失抗剪切粘结能力，产生较大的纵向滑移。斜截面的剪切破坏（沿3-3）这种破坏一般发生在当组合板的高跨比很大、荷载比较大、尤其是在集中荷载作用时，发生支座最大剪力处沿斜截面剪切破坏。,图3.4 组合板破坏模式,3.3.2 组合板的承载力计算1.施工阶段的承载力计算施工阶段压型钢板作为模板，在混凝土达到设计强度前，仅压型钢板（不考虑混凝土的作用）作为施工时的

25、操作平台。荷载：压型钢板的自重、湿混凝土的自重及施工时机具、人员等一切活荷载。,3.3.3组合板的计算方法和原则,施工阶段压型钢板作为浇筑混凝土的模板，采用弹性方法计算。强边（顺肋）方向的正、负弯矩和挠度应按单向板计算，弱边（垂直肋）方向不计算。使用阶段（1）实用设计法当压型钢板顶面以上的混凝土厚度为50mm至100mm时，组合板强边（顺肋）方向的正弯矩和挠度，按承受全部荷载的简支单向板计算，强边方向负弯矩按固端板取值，不考虑弱边（垂直肋）方向的正、负弯矩。,当压型钢板顶面以上的混凝土厚度大于100mm时，组合板的挠度应按强边方向的简支单向板计算。当,时，应按双向板计算内力；当或按单向板计算内

26、力。其中（3.3）式中组合板的各向异性系数，,时，应,；,lx组合板强边（顺肋）方向的跨度；ly组合板弱边（垂直肋）方向的跨度；Ix、Iy分别为组合板强边和弱边方向的截面惯性矩（计算 Iy时只考虑压型钢板顶面以上的混凝土厚度hc，即，其中B为压型钢板的计算宽度，通常取波距值）。,（2）双向组合板,周边支承条件当双向组合板的跨度大致相等，且相邻跨是连续时，板的周边可视为固定边。当组合板相邻跨度相差较大，或压型钢板以上的混凝土板不连续时，应将板的周边视为简支边。各向异性双向板对于各向异性双向板的弯矩，可将板形状按有效边长比加以修正后视作各向同性板的弯矩。强边方向的弯矩，取等于弱边方向跨度乘以系数后

27、所得各向同性板在短边方向的弯矩；弱边方向的弯矩，取等于强边方向跨度乘以系数后所得各向同性板在长边方向的弯矩。,图 3.5,组合板计算简图,四边支承双向板强边（顺肋）方向按组合板设计，弱边（垂直肋）方向，仅取压型钢板上翼缘以上的混凝土板进行设计。（3）连续组合板对于连续组合板，当采用弹性方法进行内力分析时，若允许支座混凝土开裂，则可按考虑塑性内力重分布的计算方法，中间支座处的负弯矩可适当地进行调幅。支座负弯矩降低之后，跨中正弯矩亦相应地增加，即应满足静力平衡条件。,施工活荷载一般按等效均布荷载，根据施工实际情况确定，但应不小于1.5kN/m2。考虑到未和混凝土“组合”前，压型钢板刚度较小，变形较

28、大，因此混凝土体积可能超过图纸所标的标准体积，因此将混凝土自重乘以1.1的系数。3.3.4 组合板的承载能力计算按钢结构设计规范计算，压型钢板物理力学性能可参考表3.2.1、3.2.3和产品样本。公式：MfWs（3.4)M计算宽度上压型钢板的弯矩设计值；f压型钢板抗弯强度设计值；Ws压型钢板的截面抵抗矩，取受压区或受拉区的截面抵抗矩中较小者。受压区：（3.5）受拉区：（3.6）,Is单位宽度压型钢板对其形心轴的惯性矩；xc 压型钢板中和轴至受压边缘的距离；hs 压型钢板的总高度。2.使用阶段承载力的计算荷载：压型钢板及混凝土自重，面层及构造层（如保湿层、找平层、防水层、隔热层等）的重量，吊顶及

29、管道的重量，设备及使用荷载。当组合板上作用有集中荷载或线荷载时，应当考虑荷载分布的有效宽度和组合板的有效宽度问题（如图 3.5所示）。,图3.5 集中荷载分布有效宽度,集中荷载的分布宽度：按沿荷载作用边缘沿45线传递,连续板：2）剪切计算取：,l为板跨；a为剪跨，取集中荷载作用点至较近支座间距离,(3.7)bf1荷载分布有效宽度；bf组合板上集中荷载或线荷载的实际作用宽度；hc压型钢板顶面以上混凝土的厚度；hd 楼板饰面层厚度。组合板在集中荷载作用下的有效宽度按下式计算：1）抗弯承载能力计算简支板：（3.8）,（3.9）,（3.10）,（1）正截面受弯承载力的计算基本同钢筋混凝土适筋梁。适筋破

30、坏时，作如下假设：达到极限状态时，沿着截面高度混凝土受压区应力呈抛物线形分布，计算时可等效成矩形应力图形。等效矩形应力图形的应力值为fc，计算受压区高度为实际受压区高度的0.8倍。达到极限状态时，受拉区压型钢板及受拉钢筋的应力均能达到各自的强度设计值。忽略中和轴附近受拉混凝土的作用和压型钢板凹坑内混凝土的作用。对于完全剪切连接组合板，在混凝土与压型钢板的界面上滑移很小，混凝土与压型钢板始终保持共同工作。因此直至达到极限状态，板都符合平截面假定。两种情况：1）塑性中和轴在压型钢板上翼缘以上的混凝土板内，即组合板截面的应力分布如图3.6所示。,图3.6 中和轴在混凝土板内时的计算应力图,根据内力平

31、衡,则组合板的承载能力：,或,（3.11）,（3.12）,（3.13）,（3.14）,M-组合板的最大正弯矩截面的弯矩设计值；,Mu-为组合板抵抗正弯矩的承载能力；,b-组合板的单位宽度；x-组合板的计算受压区高度，当进行计算；,时，取,ho-组合板的有效高度；f-压型钢板抗拉强度设计值；Ap-组合板的计算宽度b内，压型钢板的截面面积。,图3.7 中和轴在压型钢板内时的计算应力图,2）塑性中和轴在压型钢板内，即根据截面的内力平衡条件，得,，此时截面的应力分布见图3.7。,Ap2-塑性中和轴以上计算宽度内压型钢板的截面面积;,yp1-压型钢板受拉区截面应力的合力作用点至受压区混凝土合力作用点的距

32、离；yp2-压型钢板受拉区截面应力的合力作用点至压型钢板截面压应力合力作用点的距离。由式（3.15）得,求得Ap2后，就可确定x，参数yp1 和yp2就随之确定。,关于连续组合板为什么连续板中仍用压型钢板与混凝土组合板？,（3.15）,（3.16）,（3.17）,保持结构的一致性与整体性连续板中最大负弯矩比简支梁中的最大弯矩还是小得多。连续板中间支座负弯矩区，应在板面配置负钢筋。压型钢板相当于受压钢筋，按双筋梁计算。此时，相当于受压钢筋为已知。,图3.8组合板负弯矩截面承载能力计算图压型钢板与相应的受拉钢筋As1 所抵抗的弯矩为,（3.18）或,（3.19）,若外荷载产生的弯矩则可求得,若，则

33、可求得相应于受压混凝土及根据力矩平衡再由力的平衡联立求解可得x及受拉钢筋总面积抗弯承载能力应有,(3.21)承担的弯矩,（3.22）（3.23）（3.24）,（3.25）（3.26）（3.27）,（3.20）,并应满足,其中取0.002与两者中的较大值。集中荷载作用时，考虑到荷载有一定的分布宽度，此时应用有效宽度 bef代替b。M，Ap，As亦应为与bef 对应的值。（2）纵向水平剪切粘结计算,（3.28）,图3.9,验算纵向剪切粘结面1-1，当达到弯曲承载能力极限状态时，压型钢板达到f,拉应力合力。根据力的平衡，在1-1面上的纵向水平剪力,介绍两种计算方法：1)英、美及欧洲规范的公式 组合板的纵向水平剪切承载力,（3.30）这是根据Porter和Ekberg所做455块组合板实验回归并考虑到可靠度指标的要求得出的。其中各单位均采用英制单位，为含钢率；b为组合板单位计算宽度（inch)；h