1、钢与混凝土组合梁重庆大学土木工程学院重庆大学土木工程学院 崔崔 佳佳11.1 组合梁的应用和发展组合梁的应用开始于本世纪（组合梁的应用开始于本世纪（ 20世纪）世纪） 20年代年代 ，我国从，我国从 50年代开始开展组合梁的研究和应用。最年代开始开展组合梁的研究和应用。最初主要用于桥梁结构，自初主要用于桥梁结构，自 80年代以来，由于在多层年代以来，由于在多层及高层建筑中更多地采用了钢结构，使得组合梁在及高层建筑中更多地采用了钢结构，使得组合梁在建筑结构领域也得到了长足的发展。建筑结构领域也得到了长足的发展。 在设计方法方面，大约在在设计方法方面，大约在 60年代以前，组合梁年代以前，组合梁基
2、本上按弹性理论设计，基本上按弹性理论设计， 60年代开始逐步转变为按年代开始逐步转变为按塑性理论设计。塑性理论设计。组合梁是钢梁和所支承的钢筋混凝土板通过抗剪组合梁是钢梁和所支承的钢筋混凝土板通过抗剪连接件组合成一个整体而共同工作的梁。组合梁能更连接件组合成一个整体而共同工作的梁。组合梁能更好地发挥钢和混凝土各自的材质特点，即充分发挥钢好地发挥钢和混凝土各自的材质特点，即充分发挥钢材的抗拉性能和混凝土的抗压性能。与单独工作的钢材的抗拉性能和混凝土的抗压性能。与单独工作的钢梁相比，组合梁的稳定性和抗扭性能均有提高，防锈梁相比，组合梁的稳定性和抗扭性能均有提高，防锈和耐火性能也有所增强，可以节省钢
3、和耐火性能也有所增强，可以节省钢 20 40，从而，从而取得较大的经济效益。取得较大的经济效益。组合梁的整体刚度比钢梁单独工作时要大得多，组合梁的整体刚度比钢梁单独工作时要大得多，挠度可减小挠度可减小 1/3 1/2。如果保持挠度大小不变，则钢。如果保持挠度大小不变，则钢梁高度可减低梁高度可减低 15 2 0，使建筑高度降低。，使建筑高度降低。l 现行现行 钢结构设计规范钢结构设计规范 新增加了下列主要内容新增加了下列主要内容：（）连续组合梁负弯矩处的计算方法。（）连续组合梁负弯矩处的计算方法。（）楼板为压型钢板组合板时组合梁的设计。（）楼板为压型钢板组合板时组合梁的设计。（）部份抗剪连接组合
4、梁的设计。部份抗剪连接（）部份抗剪连接组合梁的设计。部份抗剪连接对梁的强度影响很小，只挠度增大，可节约连接对梁的强度影响很小，只挠度增大，可节约连接件和施工费用。件和施工费用。（）组合梁的挠度计算（主要是考虑滑移效应的（）组合梁的挠度计算（主要是考虑滑移效应的折减刚度的计算方法）。折减刚度的计算方法）。 l 压型钢板上现浇混凝土翼板并通过抗剪连接件压型钢板上现浇混凝土翼板并通过抗剪连接件与钢梁连接组合成整体后，钢梁与楼板成为共与钢梁连接组合成整体后，钢梁与楼板成为共同受力的组合梁结构。同受力的组合梁结构。组合梁的组成及其工作原理压型钢板组合梁通常由三部分组成，即：钢筋混凝土翼板、抗剪连接件、钢
5、梁。11.2 一般规定一般规定（ 1）钢筋混凝土翼板 组合梁的受压翼缘；（ 2）抗剪连接件 混凝土翼板与钢梁共同工作的基础，主要用来承受翼板与钢梁接触面之间的纵向剪力；同时可承受翼板与钢梁之间的掀起力。（ 3）钢梁 在组合梁中主要承受拉力和剪力，钢梁的上翼缘用作混凝土翼板的支座并用来固定抗剪连接件，在组合梁受弯时，抵抗弯曲应力的作用远不及下翼缘，故钢梁宜设计成上翼缘截面小于下翼缘截面的不对称截面。组合梁的工作原理l 1. 组合梁混凝土翼板的形式组合梁混凝土翼板的形式组合梁混凝土翼板可用现浇混凝土板、混凝土叠合板组合梁混凝土翼板可用现浇混凝土板、混凝土叠合板或压型钢板混凝土组合板。混凝土叠合板翼
6、板由预制板和或压型钢板混凝土组合板。混凝土叠合板翼板由预制板和现浇混凝土层组成，施工时可在混凝土预制板表面采取拉现浇混凝土层组成，施工时可在混凝土预制板表面采取拉毛及设置抗剪钢筋等措施，以保证预制板和现浇混凝土层毛及设置抗剪钢筋等措施，以保证预制板和现浇混凝土层形成整体。形成整体。压型钢板上现浇混凝土翼板并通过抗剪连接件与钢梁压型钢板上现浇混凝土翼板并通过抗剪连接件与钢梁连接组合成整体后，钢梁与楼板成为共同受力的组合梁结连接组合成整体后，钢梁与楼板成为共同受力的组合梁结构。构。11.3 组合梁的截面形式和翼板的有效宽度组合梁的截面形式和翼板的有效宽度 l 2. 钢梁的形式钢梁的形式钢梁的形式应
7、根据组合梁跨度、荷载、施工条钢梁的形式应根据组合梁跨度、荷载、施工条件等综合考虑。一般来说，采用上窄下宽的焊接工件等综合考虑。一般来说，采用上窄下宽的焊接工字形截面耗钢量较少。当荷载或跨度较小时，也可字形截面耗钢量较少。当荷载或跨度较小时，也可采用热轧采用热轧 H型钢或普通工字钢，或在其下面加一块型钢或普通工字钢，或在其下面加一块盖板。盖板。当跨度较大而荷载相对较小的情况，可考虑采当跨度较大而荷载相对较小的情况，可考虑采用用 H型钢的腹板切割为锯齿形，错开半齿焊合而成型钢的腹板切割为锯齿形，错开半齿焊合而成的蜂窝梁。它将的蜂窝梁。它将 H型钢高度提高约型钢高度提高约 50，有较好的，有较好的经
8、济效果，而空洞又便于铺设管线。经济效果，而空洞又便于铺设管线。3. 混凝土翼板的计算宽度混凝土翼板的计算宽度计算组合梁时，将其截面视为计算组合梁时，将其截面视为 T形截面，上部形截面，上部受压翼缘为混凝土板的一部份甚至全部。由于剪力受压翼缘为混凝土板的一部份甚至全部。由于剪力滞后的影响，混凝土翼板内的压应力分布沿宽度方滞后的影响，混凝土翼板内的压应力分布沿宽度方向是不均匀的，所谓计算宽度（即有效宽度）实质向是不均匀的，所谓计算宽度（即有效宽度）实质上是指以应力均匀分布为前提的当量宽度。上是指以应力均匀分布为前提的当量宽度。规范取用的组合梁混凝土翼板有效宽度，系按规范取用的组合梁混凝土翼板有效宽度，系按现行国家标准现行国家标准 混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范 GB50010的规的规定采用的。定采用的。
