组合结构设计原理--全套课件

•3.6钢骨混凝土柱脚•3.6.1柱脚的分类与主要力学特性图3.39柱脚的形式图3.40非埋入式柱脚底板部分与钢骨混凝土部分图3.41钢骨混凝土边柱柱脚的滞回曲线•3.6.2•(1)非埋入式柱脚受弯承载力验算•1)柱脚的轴力和弯矩设计值(3.139)(3.140)(3.141)•2)核心部分的承载力计算图3.43非埋入式柱脚实用计算方法的应力分布图(3.144)(3.145)(3.146)•单边锚栓所需的净截面积为：(3.147)•3)外围钢筋混凝土部分的承载力计算•(2)非埋入式柱脚受剪承载力验算(3.148)•1)柱钢骨底板下的受剪承载力(3.149)•2)钢筋混凝土部分的受剪承载力(3.150)•3.6.3•(1)埋入式柱脚的内力设计值图3.44埋入式柱脚的内力传递图3.45边柱箍筋的应力传递(3.152)(3.153)(3.154)图3.46埋入式柱脚的有效承压宽度(3.155)(3.156)(3.157)•(2)埋入式柱脚的承载力验算(3.158)•(3)墙或基础梁端部混凝土受剪承载力验算(3.159)图3.47基础断面受剪面积图3.48•3.7•3.7.1钢骨拼接的基本要求图3.49钢骨截面削弱补强试验•3.7.2•(1)非抗震结构以及设防烈度为6度和7度的结构•梁、柱中钢骨拼接处钢骨所承担的内力设计值按下式计算：(3.163)图3.50(a)M图(b)V图图3.51柱钢骨的弯矩与剪力图3.52梁钢骨的两端产生塑性铰时钢骨拼接处的弯矩和剪力•(2)设防烈度为8度和9度的结构•梁中钢骨拼接处钢骨所承受的弯矩和剪力设计值按下式计算：(3.164)•与梁的计算方法类似，柱中钢骨拼接处钢骨所承受的弯矩和剪力设计值按下式计算：(3.165)•当任一端钢骨部分的受弯承载力时可取：•(3)•1)梁钢骨的拼接(3.166)(3.167)图3.53梁钢骨的拼接连接•2)柱钢骨的拼接(3.169)(3.170)•3)•当钢骨翼缘采用双连接时，连接板的厚度为：(3.171)(3.172)图3.54柱的拼接连接•当钢骨翼缘采用单剪连接时，连接板的厚度为：(3.173)•钢骨腹板的连接板一般在腹板的两侧成对设置，连接板的厚度按下式计算：(3.174)•(4)钢骨拼接处钢筋混凝土部分的内力(3.175)•①对于设防烈度为7度和8度的框架梁(3.176)•②对于设防烈度为9度的框架梁(3.177)•③对于设防烈度为7度和8度的框架柱(3.178)•④对于设防烈度为9度框架柱(3.179)•3.7.3•(1)钢骨拼接处受弯承载力补强•1)抗弯处强的计算方法图3.55钢骨拼接承载力较小时的弯矩图(3.180)•2)内力传递的几种方式•①钢骨与混凝土之间的粘结力图3.56钢骨受弯承载力不足时的内力传递•②支承压力(3.182)•支承压应力(3.183)(3.184)•③剪切连接件•当在拼接处钢骨翼缘上设置栓钉时，其配置应满足下式要求：(3.185)•(2)钢骨拼接处受剪承载力补强图3.57钢骨受剪承载力不足时的内力传递(3.187)(3.188)图3.58钢骨混凝土梁截面图3.59竖向荷载和水平地震作用下的弯矩与剪力•3.8•3.8.1•(1)•1)钢骨构件的宽厚比•2)含钢率•(2)钢筋混凝土部分•(3)•1)钢筋•2)钢骨•(4)剪力连接件图3.61钢骨混凝土梁柱构件截面构造要求•3.8.2•(1)纵向受力钢筋图3.62次梁及悬臂梁的钢筋锚固•(3)梁上开洞图3.63梁上开洞的补强•(2)箍筋•3.8.3•(1)柱的截面形式图3.64柱中钢骨的基本形式•(2)纵向受力钢筋•(3)箍筋图3.65柱中钢骨设置通气孔的情况•3.8.4•(1)剪力墙厚度•(2)竖向与水平分布钢筋图3.66剪力墙水平分布筋的锚固•(3)无边框剪力墙的钢骨•(4)有边框剪力墙的边框柱•3.8.5框架梁柱节点•(1)钢骨混凝土柱—钢骨混凝土梁•(2)钢骨混凝土柱—钢筋混凝土梁图3.67剪力墙竖向分布筋的锚固图3.69钢骨梁柱节点形式(a)水平加劲肋形式(b)水平三角加劲肋形式(c)竖向加劲肋形式(d)梁翼缘贯通形式(e)外隔板形式(f)内隔板形式(g)加劲环形式(h)隔板截断柱形式图3.70图3.71钢骨混凝土柱—钢筋混凝土梁(3.189)(3.191)图3.72•(3)钢骨混凝土柱一侧为钢骨混凝土梁、另(3.192)•短梁钢骨翼缘需要设置栓钉的数量为：(3.193)•3.8.6•(1)钢骨混凝土柱—钢筋混凝土柱•(2)钢骨混凝土柱—钢柱图3.73钢骨混凝土柱与钢筋混凝土柱过渡层图3.74钢骨混凝土与钢柱过渡层•3.8.7•(1)梁与墙的连接方式M＝M1＋M2＝V(e1＋e2)(3.194)Ｖ＝kAsb(3.195)图3.75钢骨(钢梁)与钢筋混凝土铰接图3.76折算偏心距列线图•3.8.8•(1)钢骨保护层厚度•(2)柱脚的剪力连接件图3.77埋入式柱脚混凝土保护层厚度图3.78图3.79非埋入式柱脚的剪力连接件•3.8.9钢骨拼接图3.80钢骨拼接方式•4.1组合楼板与非组合楼板的设计•4.1.1组合楼板与非组合楼板的应用特点第4章组合楼盖设计图4.1组合楼板构造图•(1)非组合楼板图4.2可用作组合楼板的压型钢板板型•(2)组合楼板•4.1.2压型钢板及栓钉的强度设计值和板型选用•(1)压型钢板的钢号及强度设计值•(2)压型钢板的板型及截面计算参数•(3)压型钢板的厚度及波槽尺寸•(4)栓钉用钢材牌号及其强度设计值图4.3国产压型钢板板型(用于非组合楼板)•4.1.3压型钢板在施工阶段的受弯承载力及挠度计算•(1)压型钢板在施工阶段的受弯承载力计算(4.1a)(4.1b)图4.4压型钢板受压翼缘的计算宽度bef•(2)压型钢板在施工阶段的挠度验算•两跨连续板：•单跨简支板：•4.1.4压型钢板组合楼卞的承载力计算•(1)组合楼板的内力及挠度计算时的主要假定(4.2)图4.5集中荷载分布的有效宽度•①抗弯计算时•简支板：(4.3a)•连续板：(4.3b)•②抗剪计算时(4.3c)(4.3d)•(2)受弯承载力计算•1)计算假定图4.6组合板正截面受弯承载力计算图•2)塑性中和轴位置与受弯承载力计算•①当塑性中和轴在压型钢板顶面的混凝土截面内(x≤hc)(4.4)(4.5)•②当塑性中和轴在压型钢板内(x＞hc)(4.6a)(4.6b)•(3)集中荷载下冲切承载力验算•当组合楼板上作用集中荷载时，应按下式验算其冲切承载力：(4.7)•(4)组合楼板斜截面的受剪承载力计算•组合楼板一个波宽内的受剪承载力应符合下式要求：(4.8)图4.7剪力临界周界•4.1.5组合楼板的挠度、裂缝及自振频率验算•(1)组合楼板的挠度验算图4.8组合楼板惯性矩的计算简图(4.9)(4.10a)(4.10b)(4.10c)(4.10d)•(2)组合楼板负弯矩部位混凝土裂缝宽度验算•(3)组合楼板自振频率f的验算(4.11)•4.1.6组合楼板的构造要求•(1)对栓钉的设置要求•1)栓钉的设置位置•2)栓钉的直径d•3)栓钉的间距Ｓ•沿梁轴线方向：Ｓ≥5d•沿垂直于梁轴线方向：Ｓ≥4d•距钢梁翼缘边的边距：Ｓ≥35mm•4)栓钉顶面保护层厚度及栓钉高度•(2)压型钢板在钢梁上的支承长度应≥50mm•(3)组合楼板混凝土内的配筋要求•1)在下列情况之一者应配置钢筋•2)钢筋直径、配筋率及配筋长度•(4)组合楼板的总厚度及压型钢板上的混凝土厚度•(5)压型钢板及钢梁的表面处理•4.2组合梁设计图4.9压型钢板组合梁•4.2.1组合梁的特点及类型•(1)组合梁的应用特点•(2)组合梁的类型及受力特点•1)简支组合梁的受力特点•2)连续组合梁的受力特点•3)框架组合梁•4.2.2组合梁的基本设计原则•(1)计算组合梁承载力及挠度时的分析方法•①组合梁截面应力的弹性分析法•②组合梁截面应力的塑性分析法•2)组合梁完全抗剪连接及部分抗剪连接时的承载力计算3)组合梁在施工阶段及使用阶段的承载力和挠度计算•①施工阶段•②使用阶段•4)组合梁受剪承载力的计算假定•5)组合梁中钢梁钢材强度设计值•(2)连续组合梁的内力分析法•1)弹性分析法•2)塑性内力重分布法图4.10弹性分析法计算连续组合梁的变截面分布图•(3)一般规定•1)组合梁翼板的有效宽度bce(4.13a)(4.13b)(4.13c)图4.11组合梁混凝土翼板的有效宽度•2)钢梁翼缘及腹板的板件宽厚比限•3)计算组合梁刚度时混凝土翼板的换算宽度beq•荷载短期效应组合：(4.14a)•荷载长期效应组合：(4.14b)•4)组合梁混凝土翼板的计算厚度•4.2.3简支组合梁设计•(1)•(1)组合梁的受弯承载力计算•1)完全抗剪连接组合梁的受弯承载力图4.13塑性中和轴位于混凝土翼板内•A.塑性中和轴位于混凝土受压翼板内时(4.15a)(4.15b)图4.14塑性中和轴在钢梁截面内•B.塑性中和轴在钢梁截面内时(4.16a)(4.16b)•2)部分抗剪连接组合梁的受弯承载力(4.17a)(4.17b)•(2)组合梁的受剪承载力计算•组合梁截面的全部竖向剪力假定由钢梁的腹板承受，其受剪承载力应按下式计算：(4.18)•(3)叠合面上的纵向剪力及栓钉数量计算•1)简支组合梁的剪跨区及其纵向剪力图4.15简支组合梁剪跨区的划分•塑性中和轴位于混凝土翼板内时：(4.19a)•塑性中和轴位于钢梁截面高度内时：(4.19b)图4.16作用集中荷载时栓钉的分区布置图4.17中和轴位于叠合面之上时纵向剪力图4.18中和轴位于钢梁内时纵向剪力•2)每个剪跨区栓钉总数量计算•每个剪跨区段内应配置的栓钉总数量ｎ可按下式计算：(4.20)•3)栓钉的受剪承载力计算(4.21a)(4.21b)图4.19压型钢板楼盖及组合梁•压型钢板板肋与钢梁平行时(图4.19(a)),η１值按下式计算：(4.22a)•压型钢板肋与钢梁垂直时(图4.19(b)),η１按下式计算：(4.22b)•(4)钢梁翼缘与混凝土翼板的纵向界面受剪承载力验算•1)作用在纵向界面上沿梁单位长度的剪力设计值•①包络栓钉的纵向界面剪力•包络栓钉的纵向界面剪力V1(图4.20的界面b—b)可按下式计算：(4.23)•②混凝土翼板的纵向界面剪力•混凝土翼板的纵向界面剪力(图4.20的界面a-a)取下列两式中的较大者：(4.24a)(4.24b)•2)混凝土翼板纵向界面的受剪承载力设计值(4.25a)(4.25b)图4.20组合梁翼板纵向受剪界面图4.21V1的计算简图•沿界面a—a(4.26a)•沿界面b—b(4.26b)•3)组合梁翼板的横向钢筋最小配筋量•组合梁翼板的横向钢筋最小配筋量，应符合下式要求：(4.27)•(5)简支组合梁的挠度验算•1)完全抗剪连接组合梁的挠度验算•①组合梁截面中和轴在混凝土翼板下(图4.22)(4.28a)(4.28b)图4.22组合梁截面中和轴在翼板下图4.23组合梁截面中和轴在翼板内•②组合梁截面中和轴在混凝土翼板内(图4.23)(4.29a)(4.29b)•2)部分抗剪连接组合梁的挠度验算•部分抗剪连接组合梁的挠度ω１，可按下式计算：(4.30)•4.2.4连续组合梁设计•(1)连续组合梁的承载力计算(4.31a)(4.31b)(4.31c)图4.24负弯矩区组合梁截面和计算简图•2)叠合面上的纵向剪力及栓钉数量计算图4.25连续组合梁剪跨区段的划分(4.32)•(2)连续组合梁负弯矩区段内混凝土裂缝宽度验算(4.33a)(4.33b)(4.33c)•正常环境时：•室内高湿度环境时：图4.26负弯矩区的计算截面及钢筋应力