组合梁设计

简答题一........................................................................................................................................3简答题二........................................................................................................................................3简答题三........................................................................................................................................4设计题四........................................................................................................................................4截面设计..........................................................................................................................................4计算自重..........................................................................................................................................5支承情况..........................................................................................................................................6①简支梁...............................................................................................................................61.1加载方式及最不利截面.............................................................................................61.2承载能力极限状态（即塑性设计）.........................................................................61.2.1承载能力..........................................................................................................61.2.2抗剪验算..........................................................................................................71.2.3栓钉连接件设计..............................................................................................81.3正常使用极限状态（即弹性设计）.........................................................................91.3.1承载能力..........................................................................................................91.3.2抗剪验算........................................................................................................111.3.3栓钉连接件设计............................................................................................11②对称双伸臂梁.................................................................................................................122.1加载方式及最不利截面...........................................................................................122.2承载能力极限状态（即塑性设计）.......................................................................122.2.1承载能力........................................................................................................122.2.2抗剪验算........................................................................................................132.2.3栓钉连接件设计............................................................................................142.3正常使用极限状态（即弹性设计）.......................................................................142.3.1承载能力........................................................................................................142.3.2抗剪验算........................................................................................................152.3.3栓钉连接件设计............................................................................................162简答题一1.什么是钢-混凝土组合结构？试阐述其基本原理。答：钢和混凝土组合结构，是钢部件和混凝土或钢筋混凝土部件组合成为整体而共同工作的一种结构，兼具钢结构和钢筋混凝土结构的一些特性。钢材具有良好的抗拉强度和延性，而混凝土具有优良的抗压强度和较大刚度，并且混凝土的存在提高提高了钢材的整体和局部屈曲性能，两种材料结合而成的组合结构在地震作用下具有良好的刚度、强度延性及较好的耗能能力。比如钢-混凝土组合梁这种形式，综合了混凝土梁和钢梁的优势，组合梁保留受压区的混凝土翼板，受拉区则只配置钢梁，两者之间通过剪力连接件组合成整体。简答题二2.钢-混凝土组合结构的应用类型有哪些？请例举4种，每种类型请例举5个工程实例。答：常见的应用类型主要是钢管混凝土结构、型钢混凝土组合结构、压型钢板-混凝土组合楼板和钢-混凝土组合梁4种类型。（1）钢管混凝土结构是指由钢管中充填混凝土的构件组成的结构。美国在20世纪80年代末至90年代初，在西雅图建造的220m的联合广场大厦采用了钢管混凝土柱；厦门的阜康大厦，地下2层，地上25层，高86.5m，采用了钢管混凝土框架柱的框筒结构体系；1997年建成的厦门金源大厦，全部柱子采用钢管混凝土柱；上海中福城，地下1层，地上17层，采用钢管混凝土的框架-剪力墙体系；1992年哈尔滨建成机械厂大容器车间，钢管混凝土三肢柱，柱高26m，间距12m。（2）钢结构外包钢筋混凝土结构即为型钢混凝土组合结构。广州市设计院和株式会社日建设计联合体设计的广州新图书馆，采用型钢混凝土框架结构；深圳华融大厦主楼地上32层，高134m，主体为型钢混凝土框架-钢筋混凝土筒体结构；上海浦东国际金融大厦，地上53层，结构高230m，外周边为型钢混凝土柱和钢梁组成的框架；上海环球金融中心大厦采用型钢混凝土结构筒中筒体系；深圳招商银行大厦采用了新型结构体系：型钢混凝土框架-筒体-加强层结构体系。（3）压型钢板-混凝土组合楼板利用凹凸相间的压型薄钢板做衬板与现浇混凝土浇筑在一起支承在钢梁上构成整体型楼板，主要由楼面层、组合板和钢梁三部分组成。北京日坛国际广场工程部分使用压型钢板-混凝土组合楼板；深圳赛格广场大厦地面以下楼盖有现浇混凝土梁板组成，地面以上为钢—压型钢板混凝土组合楼盖，由钢梁、压型钢板上现浇的混凝土班组成；北京银泰中心三座塔楼楼板均为压型钢板—混凝土组合楼板，采用闭口型镀锌压型钢板；北京粟西卡综合楼工程主体为钢结构,各层楼板均为压型钢板-混凝土组合楼板，压型钢板采用YX75-200-600型；海防电厂一期工程建设规模为2×300MW机组，主厂房、集控楼、输煤转运站及栈桥为钢结构，其楼板设计均为压型钢板与混凝土组合楼板。（4）钢-混凝土组合梁是由混凝土翼板与钢梁通过抗剪连接件组合而成整体受力的梁。润扬大桥南接线工程丹徒互通主线桥主线桥跨越沪宁高速公路，采用钢—混凝土组合梁；1993年北京市政单位建造一座三跨连续组合梁桥；武汉长江大桥的上层公路桥就采用了组合梁形式；2003年建成的京哈线秦沈段上，采用了14座16联钢一混凝土连续结合梁桥；芜湖公铁两用长江大桥是上承式钢桁粱一混凝土结合梁桥的一个典型。3简答题三3.钢-混凝土组合结构中，剪力连接件有哪些类型？请简述每种类型剪力连接件的特点。答：剪力连接件主要有栓钉连接件、槽钢和弯起钢筋三种形式。①栓钉连接件，栓钉在混凝土翼板中的抗剪工作类似弹性地基上的梁，在栓钉根部混凝土受局部承压作用。因而影响其受剪承载力的主要因素有栓钉截面面积、混凝土弹性模量以及混凝土的抗压强度。当混凝土的强度比较高时，栓钉受剪拉破坏，与栓钉的材料强度有关。为了抵抗掀起作用，栓钉上部做成大头或弯钩。②槽钢，其工作性能与栓钉类似，混凝土对其影响因素亦同，只是槽钢连接件的根部混凝土局部承压区局限于槽钢下翼缘附近的下表面范围内。槽钢上翼缘有抗翼板掀起作用的功能，型钢肢尖不宜迎向推力方向，以免混凝土受劈裂作用。因为体型尺寸较大，常见厚度的楼板可能容纳不下，需要在平板下扩充一个板托。③弯起钢筋，一般有弯筋和螺旋筋两种，和型钢的连接情况类似，也是承载力高，有时要板托。弯筋倾斜方向应顺向受力方向。设计题四4.试设计一个总长7.6m，截面总高600mm，混凝土板宽100cm的钢-混凝土组合梁。混凝土为C50，钢材为Q345，混凝土板的配筋率按3%，要求：（1）梁的支承情况考虑两种：a.对称双伸臂