钢骨混凝土结构知识讲解二

钢骨（劲性）混凝土结构第一部分：型钢混凝土结构计算基础第二部分：型钢混凝土受弯构件正截面承载力分析第三部分：型钢混凝土受弯构件斜截面受剪承载力第四部分：型钢钢筋混凝土受弯构件变和裂缝计算钢骨（劲性）混凝土结构-2第一部分型钢混凝土结构计算基础

1型钢混凝土结构计算理论发展

2型钢与混凝土的共同作用1、型钢混凝土组合结构的计算理论发展型钢混凝土结构构件的计算，各国采用的方法不尽相同，主要包括3种：按平截面假定，采用钢筋混凝土构件的计算方法。

认为型钢和钢筋混凝土能够成为一个整体且变形协调，共同承担外部作用，将型钢离散化为钢筋，然后采用钢筋混凝土的公式计算其承载能力。该方法在承载力计算时对型钢作用的考虑显得粗糙。1、型钢混凝土组合结构的计算理论基于试验与数值计算的经验公式

（1）以钢结构计算方法为基础，根据型钢混凝土结构的试验结果，经过数值计算，引入协调参数加以调整的经验公式。(英国规范，美国AISC-LRFD采用）（2）在型钢钢筋混凝土构件试验研究的基础上，通过大量的数值计算直接拟合试验结果的近似经验公式。

1、型钢混凝土组合结构的计算理论叠加计算法日本AIJ的型钢混凝土规范：（1）对空腹式型钢混凝土构件按照钢筋混凝土的方法计算。（2）对实腹式型钢钢筋混凝土构件在型钢不发生局部屈曲的假定下，分别计算型钢和钢筋混凝土的的承载力或者刚度，然后叠加就得到构件的承载力或者刚度。

这种叠加法没有考虑型钢和混凝土之间的粘结力及型钢骨架和混凝土间的约束与支撑作用，其承载力和刚度的计算结果偏于保守。累加计算法按照累加计算法计算柱子截面的承载力时，弯矩和轴力在型钢和混凝土之间的分配，可采用不同分配方式：（1）若弯矩小于型钢部分的抗弯承载力，或者轴力大于钢筋混凝土的轴向承载力，则设弯矩全部由钢梁承担，轴力由型钢和混凝土共同承担。（2）若弯矩大于型钢部分的抗弯承载力，或者轴力小于钢筋混凝土的轴向承载力，可设轴力全部由钢筋混凝土承担，弯矩由型钢和混凝土共同承担。1、型钢混凝土组合结构的计算理论2、型钢与混凝土的共同作用型钢与混凝土共同工作的标志是两者间仅存在可以忽略的相对滑移；为保证型钢与混凝土的共同作用，应采取如下措施：

（1）配置充满型实腹型钢；

（2）在型钢上翼缘处焊接抗剪连接件；

（3）加强对混凝土的约束，配置必要的纵向钢筋和箍筋：增强抗剪，约束核心混凝土；保证破坏阶段混凝土保护层和型钢的共同工作。

（4）限制型钢板材的宽厚比，保证型钢塑性变形能力的发挥（限值：翼缘取纯钢结构的1.5倍；腹板2.0倍）。充满型实腹型钢：指型钢的上翼缘处于截面的受压区，下翼缘处于截面的受拉区。第二部分型钢混凝土受弯构件基本性能和承载力分析

1钢筋混凝土构件正截面承载力计算方法

2型钢钢筋混凝土构件的受弯性能

3型钢钢筋混凝土梁正截面承载力计算方法1、钢筋混凝土构件正截面承载力计算方法xn=nh0bhh0AsTs=sAsctxnCMycctcbscy截面应变分布曲线应力分布计算假定：构件截面变形后平均应变符合平截面假定，截面应变为直线分布，不考虑钢筋和混凝土之间的相对滑移。钢筋和混凝土的应力－应变关系为已知；不考虑混凝土收缩、徐变等时随效应。规范计算中采用极限强度简化计算方法，将混凝土压区二次抛物线加矩形的应力图形简化成等效的矩形应力图。1、钢筋混凝土构件正截面承载力计算方法1fcMuCycxn=nh0sAsx=1xn2、型钢混凝土梁受弯性能：空腹式其受弯性能与普通钢筋混凝土梁基本类似。其构件承载力的提高主要体现在角钢骨架对核心混凝土的约束，使得混凝土的塑性变形提高，受压区强度提高。空腹式梁截面中加入角钢对构件延性的改善和刚度的增加比对承载力的提高更具意义。空腹型钢承载力计算，只需将其上、下弦型钢做为纵向钢筋考虑（集中于其面积的形心处），其正截面抗弯承载力计算即可采用钢筋混凝土梁的计算方法。2、型钢混凝土梁受弯性能：空腹式若型钢偏置在截面受拉区，型钢上翼缘和混凝土交界面上可能发生滑移，使型钢和混凝土不能共同工作。接近破坏时，交界面上会出现较大的纵向裂缝。型钢上翼缘布置抗剪连接件。2、型钢混凝土梁受弯性能：实腹式I:受拉区混凝土未开裂II:梁受拉区出现裂缝III:受拉钢筋，型钢受拉翼缘屈服

型钢上翼缘屈服IV:混凝土压碎荷载挠度ABCD2、型钢混凝土梁受弯性能：实腹式型钢混凝土梁的受弯性能：型钢混凝土梁的破坏形态与钢筋混凝土梁相类似，其极限承载能力的丧失以受压区混凝土压碎为标志。型钢钢筋混凝土梁有较好的后期变形能力。当承载力达到峰值后，压区型钢以外的混凝土已压碎崩落，而翼缘或者角钢肢内的混凝土，在箍筋与翼缘包围下的核心混凝土相对完整，仍然具有承载能力。实腹式型钢梁对承载力的提高比空腹式高。充满型实腹式构件中型钢和混凝土可以共同工作。3、型钢混凝土构件正截面承载力计算方法一般叠加法:对于给定轴力N值，初步估算构件型钢和钢筋混凝土部分所承担的轴力，并分别求得到该两部分相应的受弯承载力。多次试算，求得在不同轴力分配比例情况下，两部分受弯承载力的最大值。简单叠加法（1987年日本建筑学会《钢骨钢筋混凝土结构计算规范及其说明》）。应用条件：用于内部型钢为对称配置截面的型钢混凝土梁和柱。进行杆件截面设计时，需先确定型钢的截面尺寸。3、型钢混凝土梁正截面承载力计算方法基于平截面假定的计算方法（设计规程《型钢混凝土组合结构技术规程》JGJ138-2001）采用。（1）简单叠加法应用于型钢对称布置的梁截面：型钢截面承担的受弯承载力钢筋混凝土部分的受弯承载力叠加法未考虑型钢和混凝土的共同作用，计算简单，但结果偏保守（2）基于平截面假定的计算方法基本计算假定：构件变形后截面的平均应变符合平截面假定，型钢和混凝土之间无相对滑移；截面受拉区的拉力全部由型钢和钢筋承担，不考虑受拉区混凝土的受力作用；取受压边缘混凝土的极限压应变为0.003，最大压应力取混凝土轴心抗压强度设计值。受压区应力图简化为等效矩形应力图。型钢腹板的应力图形取为拉、压梯形应力图。设计计算时，简化为等效矩形应力图。受拉钢筋和型钢受拉翼缘的极限拉应变取0.01。不考虑型钢板件的局部屈曲（2）基京于平恶截面堆假定明的计蓬算方拆法根据质型钢券在截盯面内尝所处户的位重置的梁不同院，主件要有轰三种主类型膜的受尸力情井况型钢位后于中和掀轴以下称且型钢哀全截面扰受拉屈掉服，型总钢的应麦力分布筹为矩形愈。Loo邻k?型钢角下翼渔缘受介拉屈径服，精上翼掏缘或工受拉结或受厚压但伞不屈联服。Lo浊ok?型钢下眼翼缘受艰拉屈服唐，而型摔钢上翼速缘受压既屈服。瘦中和轴该通过型涝钢腹板载，型钢棒受压和匙受拉区推的应力阳分布均永为梯形靠。截面中和轴应变受弯壤承载俱力计毁算简柏图：＋应力计算简图M＋M受弯承浅载力计洒算：＋腹板部分型钢腹秧板承受仔弯矩是浸通过对贺型钢腹途板应力摊的分布蜻进行积所分后简刺化得到筑。简化梨的条件寇：计算条灵件型钢腹板上端部位于受压区型钢腹板下端部位于受拉区根据平殖截面假乎定，此岩时截面胖的界限勇受压区竞高度为息：计算条漫件x≥4、例萍题简化亩叠加矩法基于天平截批面假励定的天计算冰方法第三嘱部分型钢心混凝坚土受系弯构认件斜截面白受剪承冷载力计撞算

1斜截面受剪性能和破坏形态

2影响斜截面承载力的因素

3斜截面受剪承载力计算1、斜华截面图受剪惑性能凯和破哀坏形略态实腹详式型全钢混涂凝土穷梁的时斜截道面破亿坏形习态主胳要有蜓三种种类型绘：斜恢压破锡坏、号剪压佣破坏担和剪切粘陪结破坏怖。剪跨比λ<竿1.通0或剪辞跨比λ稠=1党.0～1.夏5并且含馆钢率较御大时，办发生斜办压破坏糖。剪跨比λ>翠1.温5且含钢沈率较小忘时，发湖生剪压晶破坏。未配或砌少配箍攻筋且剪虎跨比较陈大时，炭发生剪坑切粘结填破坏。型钢偷混凝任土梁认和钢捏筋混辅凝土男梁的悉受剪呼性能锤的差罢异主魄要表悔现在挨以下学一些胃方面鼻：（1）斜裂肤缝出现义时，荷膏载－挠故度曲线盖没有明教显转折拼；（2）斜宾裂缝咐出现屡后，刃由于劝型钢替腹板喝的贡经献使幻玉梁的陵受剪絮承载残力提坟高；（3）表所现出材较好用的延勤性破窄坏特供征；（4）可校能发畅生剪杏切粘避结破魄坏；（5）受什力过氏程中驶，由顶于受含混凝土土的因约束雾，在钱满足浪宽厚论比的陷条件剂下，香型钢五腹板掌不发拒生局鹊部屈我曲，窗其强份度能束够充回分发剧挥。1、斜截剩面受剪赞性能和朗破坏形鱼态2、影齐响斜雀截面辜受剪绵性能码的因计素影响斜掌截面受躬剪性能穿及破坏扶形态的寻主要因咏素：剪跨倒比型钢腹锅板含钢蒙率配箍絮率型钢受洗拉翼缘锁和钢筋炉的含钢颈率型钢滨翼缘警与梁胖宽度搅比以治及混阶凝土来强度刑等级汽。3、斜坡截面违抗剪屋承载件力计佩算受剪嚷承载状力计杯算的死三种递方法毫：1、将型府钢腹板忽看作连泽续分布日的箍筋小，采用点钢筋混迎凝土法召计算；2、剪犯力分算配计察算方吊法；3、叠藏加方搅法：叙型钢贯部分美和钢禁筋混锐凝土梯部分写抗剪好承载颂力之稼和（《型钢混勾凝土组寻合结构独技术规尿程采用》）hbAsv1P由试验琴确定（1）混案凝土性部分炊的抗漫剪承径载力均布荷已载集中任荷载（2）型钢排部分的穷抗剪承左载力型钢部泥分的抗任剪承载协力主要弓是由型赢钢腹板衔贡献的蛋受剪承妈载力。鼻假定型亭钢腹板佣全截面塌处于纯惩剪状态按。（3）抗塞剪承飘载力女计算姨公式均布纲荷载集中朴荷载（4）截脚面限卷制条窃件为防止盘梁发生维斜压破林坏，控畏制梁裂推缝开展疗的宽度赢，需要号确定合铁理的构叙件截面挥尺寸，涉以控制鱼梁的剪目压比。避免含轿钢量太飞小钢筋切混凝皮土第四部壤分型钢钢笨筋混凝粘土受弯晌构件变成形和裂醒缝计算

1变形及刚度计算

2裂缝宽度计算1、变舌形和般刚度敞计算纽奉－挠鹅度（1）型除钢混乓凝土违梁在浊正常卡使用仪极限逃状态母下的缸挠度滴，可拖根据伞构件曾的刚她度，祥采用骡结构臭力学症的方正法计缓算；（2）计花算等传截面娇梁的付挠度闭时，血假定下梁的写各同贿号弯反矩区奴段内搬的刚挠度相哑等，书其值淹取各男区段哈内最姿大弯央矩截灭面的衣刚度支。（3）对摘于允许许反震拱的纷构件守，检机验梁摘的挠猜度时贿，可腿将计吉算所碌得到滋的挠溜度值葛减去都施工丹的起衰拱值躺。1、变筐形和蹦刚度庭计算然－刚伶度正常使龟用阶段土型钢混备凝土受守弯曲构外件的截怀面抗弯沾刚度等霜于型钢羞截面抗颤弯刚度岗和钢筋思混凝土确截面抗猫弯刚度闸的叠加2、裂缝泄宽度计甘算型钢承混凝孔土构降件在训正常倾使用腾阶段耕，常啊常带蛮裂缝详工作岭。过躬大的辜裂缝垂会引咽起混弓凝土风中型倘钢和洽钢筋耽的严暗重锈峡蚀，坛降低挖构件蜜的耐醉久性季；另结外裂盛缝影惕响构匹件的修外观昌。试验副表明骡，使给用阶返段型休钢混歪凝土滴结构剩的裂土缝不铺一定点小于材混凝防土梁岛。此晒外，咬受拉还钢筋止水平施处的歇裂缝后宽度苏普遍妥比型宏钢受裂拉翼规缘水鸟平处鞠的裂晓缝宽熄度大乏，因衔此受岛拉钢定筋的谊应变挨是影菊响裂拍缝宽混度的罩主要姥因素宝。2、裂妈缝宽表度计爪算0.括2m伤m,悔0菠.3谨mm考虑尚型钢姜受拉煌翼缘所、部每分腹着板面炮积、驼纵向猎受拉县钢筋护的等辟效直梅径和混有效栗截面驱配筋疑率试验桐表明股：设住有剪载力连棒接件系的梁期在型迫钢的跪上翼膝缘与森混凝挽土的盐交接吩处均圾无明寸显的径纵向搂裂缝渔，直搞到破延坏时警，