组合结构

名词解释

1. 组合结构：由两种以上性质不同的材料组合成的整体，并能共同工作的构件称为组合构件。由各种组合构件构成的结构成为组合结构。
2. 压型钢板与混凝土组合板：压型钢板是将厚度为0.7~2mm的薄钢板压制成带凹凸肋及各种槽纹的波形板，在压型钢板上浇筑混凝土，使其与压型钢板组合到一起，整体共同工作，形成组合板。
3. 组合梁：型钢作为梁的腹板、混凝土板作为梁的翼缘组和在一起，共同工作构成T型或倒L型组合梁。
4. 型钢混凝土结构：在混凝土中配置型钢或以配型钢为主的结构称型钢混凝土结构。
5. 钢管混凝土结构：指圆钢管混凝土结构，即在圆钢管中浇筑混凝土。
6. 剪切连接件：传递混凝土与钢材界面上的剪力的连接件。
7. 掀起力：混凝土与钢材界面处的分离趋势。
8. 槽纹：在压型板的腹板或翼缘上轧制的凹凸不平的齿槽或设置的加劲肋。
9. 滑移效应：由于剪切连接件的柔性以及混凝土的压缩变形，导致钢梁与混凝土之间的相互作用不充分，产生相对滑移，从而引起附加曲率和挠度。

填空

1. 随着科学技术与工程建设的不断发展，各种新的结构形式将不断出现。
2. 为了使混凝土与压型钢板能很好地结合成一个整体，共同工作，在压型钢板上要压制出各种槽纹与花纹。
3. 钢管混凝土的另一特点是其延性大为提高。
4. 近年来涌现出的方钢管结构是一种更新的结构形式。
5. 在柱的四角配以角钢，可在混凝土浇筑前或浇筑后配置。
6. 这些新型组合结构的不断出现，大大丰富了现代建筑的结构形式。
7. 经过国内外学者的实验研究，组合结构的计算方法日臻完善。
8. 随着组合梁的出现与推广应用，组合梁的研究首先在欧美等国家展开。

改错

1. 界面处上梁底面与下梁顶面相应各点的变形保持完全一致，即变形协调。
2. 组合构件中混凝土与钢的连接应视构件的类型及构件的受力性质采取不同的方式。
3. 部分剪切连接可以减少剪切链接件设置的数量，从而获得一定的经济效果，对施工也有利。
4. 由于栓钉连接件的直径受到限制，因此每一个栓钉的强度与刚度都比较低。
5. 在型钢混凝土结构中，国内外实验证明，型钢与混凝土的粘结力较低。
6. 但在承载能力极限状态计算时，仍认为平截面假定成立，就不符合构件的实际受力情况了。
7. 型钢混凝土构件中型钢与混凝土的粘结性能，以往国内外学者进行了一系列的试验。
8. 连接件材料的屈服应力必须事先测定，以较准确地估计破坏荷载值。
9. 连接件的极限强度与混凝土的强度、栓钉的直径、栓钉材料的强度等因素有关。
10. 栓钉剪切连接件的静力强度大致与栓钉直径的平方及混凝土强度的平方根成正比。

问答

1. 剪切连接件的作用

一、全部或部分承受混凝土板与钢梁界面上的纵向剪力；
二、全部或部分阻止界面处混凝土板与钢梁的纵向滑移；
三、能抵御使混凝土板与钢梁上下分离的“掀起力”。

2. 什么叫完全剪切连接，什么叫部分剪切连接

所谓完全剪切连接是指在达到承载能力极限状态时，例如达到梁的极限弯矩时，在混凝土与钢梁界面上所产生的纵向剪力应完全由剪切连接件来承担，即在达到承载能力极限状态时应为梁的主材（钢梁或混凝土板）破坏，而不是因为剪切连接件的破坏，使组合梁提前失去承载能力。

部分剪切连接：在极限弯矩作用下，界面上所产生的纵向剪力大于剪切连接件所能承担的剪力的总和，即尚未达到组合梁的极限弯矩前，剪切连接件将发生剪切破坏。

3. 影响滑移的因素有

• 试件中连接件的数量
• 混凝土板中的平均纵向应力
• 混凝土板的厚度
• 混凝土的强度
• 连接件邻近区配筋的大小与布置
• 混凝土握裹连接件的密实程度
• 混凝土侧向位移的*度，因为它影响到连接件的“掀起力”
• 钢与混凝土的粘结力

4. 施工阶段的荷载

• 永久荷载。又称恒载，包括压型板、钢筋和混凝土等结构的自重。如果压型钢板的跨中挠度大于20mm,在确定混凝土自重时应考虑挠曲效应，即因压型钢板的变形而使混凝土的厚度有所增加，这时应在全跨增加0.7厚度的混凝土重量作为均布荷载，或增设临时支撑。
• 可变荷载。又称活荷载，包括施工活荷载和附加活荷载。施工活荷载指工人和施工机具设备的重量，并考虑到施工时可能产生的过量冲击和振动。此外尚应以施工时的实际荷载>为依据，如杂物的堆放、管线和泵等附加荷载。

5. 组合板受弯承载基本假定

组合板的正截面受弯承载能力计算，应按塑性设计法进行，计算时采用如下基本假定

• 极限状态时，截面受压区混凝土的应力分布图形可以等效为矩形，其应力值为混凝土轴心抗压强度设计值。
• 承载力极限状态时，压型钢板及受拉钢筋的应力均达到各自的强度设计值
• 忽略中和轴附近受拉混凝土的作用的压型钢板凹槽内混凝土的作用。
• 完全剪切连接组合板，在混凝土与压型钢板的交界面上滑移很小，混凝土与压型钢板始终保持共同工作，截面应变符合平截面假定

6. 组合梁受弯承载力弹性理论基本假定

• 截面应变符合平截面假定
• 钢材与混凝土均认为是理想弹性材料。
• 钢梁与混凝土板之间的连接是可靠的，虽有微小的滑移，但可忽略小计
• 当混凝土板带有板托时，板托可不计入截面计算中
• 不考虑混凝土开裂及板内钢筋的影响

7. 组合梁按塑性理论计算

• 钢梁截面无论处于受拉区还是受压区，其应力均达到钢材的抗拉或抗压强度设计值
• 混凝土受压区为均匀受压，其应力达到轴心抗压强度设计值
• 不考虑塑性中和轴一侧受拉区混凝土的作用
• 不考虑剪力对组合梁受弯承载力的影响
• 当混凝土板上设有板托时，在计算截面特征和承载力时均不考虑扳托的影响
• 不考虑施工过程中有无支撑及混凝土徐变、收缩与温度作用的影响

8. 剪支梁 连续梁区别

• 连续组合梁在中间支座截面往往有负弯矩作用，而且负弯矩一般比跨中正弯矩还大。这时混凝土板处于受拉区，因此应当在靠近板面的混凝土中配置纵向受拉钢筋，在钢梁与混凝土板之间设置剪切连接件，使纵向钢筋与部分钢梁共同承担拉力。当支座截面形成塑性铰时，混凝土板沿全高已基本裂通而退出工作，截面上的弯矩主要由钢梁和纵向钢筋承受。因此中间支座截面的抗弯能力远小于跨中组合截面，这与连续梁的弯矩分布不相适应。
• 简支组合梁的混凝土板，能有效地阻止钢梁受压翼缘的侧向位移，因此在简支组合梁的使用阶段，可以不考虑其整体稳定问题。而对连续组合梁，负弯矩作用下钢梁下部受压翼缘是否发生整体失稳，尚需加以验算。

分析题

1. hs:压型钢板总高度
2. b:组合板截面的计算宽度，可取压型钢板的波距计算
3. Ap:压型钢板在计算宽度内的截面面积
4. h0:组合板的有效高度
5. hc:压型钢板上翼缘以上混凝土板的厚度。

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补充

提高组合作用

1. 通过压型钢板本身的形状来提高组合作用，如采用上宽下窄闭合式压型钢板
2. 支承在钢梁上的组合板，可用栓钉连接件穿透压型钢板并与钢梁上的翼缘可靠地焊接。

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