第四章钢-混凝土组合梁(2)解析

第四章钢-混凝土组合梁主要内容◆简支组合梁塑性承载力计算◆连续组合梁的内力计算◆连续梁承载力计算4.5简支组合梁塑性承载力计算4.5.1组合梁抗弯承载力计算◆基本假定组合梁塑性抗弯承载力一般为弹性抗弯承载力的1.25～1.35倍，故一般房屋结构采用塑性承载力计算方法。①钢梁和混凝土板为完全抗剪连接②忽略混凝土受拉作用③截面应变符合平截面假定④钢材和混凝土采用规范的本构模型钢材混凝土yfsys0ccucfc4.5.1组合梁抗弯承载力计算◆当塑性中和轴位于混凝土翼板内时1cechbfAf判式：hc24.5.1组合梁抗弯承载力计算◆当塑性中和轴位于混凝土翼板内时由极限平衡条件有x.hhyyxybfMMfbAfxccsecuce5021yshc1+hc2x4.5.1组合梁抗弯承载力计算◆当塑性中和轴位于钢梁截面内时1cechbfAf判式：忽略该受压区4.5.1组合梁抗弯承载力计算由极限平衡条件有忽略受压区211150yAfyhbfMMffhbA.Acecucce◆当塑性中和轴位于钢梁截面内时ah’fb’fA000aaathbAaathbAwffwffwt计算确定出钢梁受拉区和受压区的形心位置后，就易求出y1和y2◆当塑性中和轴位于钢梁截面内时4.5.2组合梁抗剪承载力计算忽略混凝土翼板对抗剪的贡献。wwvthfV当跨中有较大集中力作用时，对钢梁腹板某断点位尚要求验算折算应力f.ss11322例题4-2P63试按塑性方法验算P60例题4-1中组合梁的抗弯承载力和抗剪承载力。4.6连续组合梁的内力计算连续组合梁比简支组合梁有更好的经济效益，当跨度较大（如桥梁结构跨度超过20m）时宜采用。负弯矩区需配置钢筋，且要重视钢梁下部受压屈曲问题。连续组合梁正弯矩区负弯矩区ebeb4.6.1钢梁板件宽厚比限值塑性设计时负弯矩区钢梁翼缘及腹板宽厚比限值ststAf纵向钢筋4.6.2连续组合梁内力弹性计算方法由于负弯区段混凝土开裂,导致内力重分布，截面刚度沿梁长方向产生较大变化，精确分析较困难，现采用简便的方式处理，使其计算弯矩与实际弯矩尽量吻合。◆开裂分析法采用三段刚度方式计算内力，即在距支座15%跨度的负弯矩区段内，忽略混凝土受力作用，其刚度由负弯矩钢筋和钢梁提供，正弯矩区的刚度与简支组合梁相同，此法适合机算。◆弯矩调幅法据《钢规》，负弯矩调幅系数≤0.15，此法适合手算。4.6.3连续组合梁内力塑性计算方法连续组合梁塑性内力分析是一种极限平衡分析方法，结构被简化为一系列由塑性铰连接的刚性杆所组成的破坏机构。通常塑性铰形成的次序，首先为负弯矩最大的支座部位然后是正弯矩最大的跨中。按这种模型来计算连续组合梁的极限承载力，具有计算简便、材料强度发挥充分等优点。但是，按塑性方法设计连续组合梁时，应保证各控制截面、尤其是负弯矩区具备良好的延性。uMuMuqnl4.7连续梁承载力计算4.7.1负弯矩区钢梁的稳定性验算施工时可能发生的整体失稳负弯矩区段可能发生的侧扭失稳介于局部失稳和整体失稳之间可采用《钢规》整体稳定公式验算。4.7.1负弯矩区钢梁的稳定性验算增强稳定性措施4.7.2负弯矩作用下的弹性承载力验算当抗剪连接件足够时，连续组合梁的破坏主要取决于各控制截面的弯矩、剪力或二者的组合。控制截面一般取在弯矩最大的截面、剪力最大的截面、有较大集中力作用的位置以及组合梁截面突变处。应分阶段考虑应力历程，正弯矩区段验算方法同简支组合梁，负弯矩区段弯曲承载力验算，一般忽略翼板混凝土的受拉作用，只考虑有效宽度的负弯矩钢筋和钢梁对承载力的贡献，并且将钢筋与钢梁的弹性模量取同一值。4.7.2负弯矩作用下的弹性承载力验算stsstsssteAAhhhAx1对钢梁中和轴取矩hsths1xe1s2ssstst施工使用叠加负弯矩作用下的弹性应力图ebstAsAyshsyst22211ststessstessstessyAxAIIhxhhy,xhy4.7.2负弯矩作用下的弹性承载力验算hsths1xe1s2ssstst施工使用叠加ebstAsAyshsystfffIyMIyMIhMssssssstststsssss212122222111施工使用1s2ss抗剪承载力？wAfbAftAstA4.7.2负弯矩作用下的塑性承载力计算◆塑性中和轴在钢梁腹板内ftfbwststAAAfAf：判式ftAfywstst2421SSfMs4350y.yAfMMMststsu如何确定y3？如何确定？4.7.2负弯矩作用下的塑性承载力计算◆塑性中和轴在钢梁上翼缘内fAAfAAAf:ststftfbw判式y1ystfstfstfff2fytfbfAAfyXtststt20有由21tstststuyyAffAfAyMMftAfbAwA对钢筋合力点取矩tb4.7.3负弯矩作用下的弯剪相关承载力验算连续组合梁中间支座截面同时存在弯矩和剪力作用，二者具有相关性，由于剪力的存在，受弯承载力肯定会有所降低，但相关机理较复杂，基于塑性的相关公式尚未建立。负弯矩区剪力-弯矩相关曲线按塑性考虑强化fstAst≥0.15fA一般情况下剪力不会成为控制内力，据《钢规》，当采用塑性方法计算组合梁的承载力时，当负弯矩区fstAst≥0.15fA时，可不考虑弯剪相互作用。试验和分析表明，混凝土翼板对竖向抗剪起有利作用，但一般忽略混凝土翼板的影响，只考虑钢梁腹板的作用。当负弯矩区fstAst0.15fA？wwhftV不考虑相关性4.7.3负弯矩作用下的弯剪相关承载力验算讨论：【例题4-3】一连续组合梁的支座截面尺寸如图所示，所配钢筋为716（Ast=1407mm2）HRB335级（fst=300N/mm2），钢梁为Q235级钢（f=215N/mm2，fv=125N/mm2）焊接截面，截面尺寸为320×150×8×12，试按塑性方法计算中间支座最大抗弯承载力和抗剪承载力。wAfbAftAstA21SSfMsmkN...y.yAfMMststsu327212350212140730010871565064322121729632214881541215022mmSSSmkN.SSfMs8715672963221521解：P72作业P98思考题6～8习题1②按塑性方法验算组合梁承载力习题2①按塑性方法验算连续组合梁中间跨的承载力