钢结构4_2分解
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钢结构设计原理 第四章-轴心受力构件
因此，失稳时杆件的整个截面都处于加载的过 程中，应力-应变关系假定遵循同一个切线模量 Et，此时轴心受压杆件的屈曲临界力为：
N cr ,t
2 Et I
2 二、实际的轴心受压构件的受力性能
在钢结构中，实际的轴压杆与理想的直杆受力性能之间差别很大，实 际上，轴心受压杆的屈曲性能受许多因素影响，主要的影响因素有：
一、理想轴压构件的受力性能 理想轴压构件是指满足下列4个条件： o杆件本身绝对直杆； o材料均质且各向同性； o无荷载偏心且在荷载作用之前无初始应力； o杆端为两端铰接。 在轴心压力作用下，理想的压杆可能发生三种形式的屈曲： 弯曲屈曲、扭转屈曲、弯扭屈曲——见教科书P97图4–6 轴心受压构件具体以何种形式失稳，主要取决于截面的形式 和尺寸、杆的长度以及杆端的支撑条件。
l N 2 EI 对一无残余应力仅存在初弯曲的轴压杆，杆件中点截面边缘开始 式中 N l2 NE 屈服的条件为：
0
1
经过简化为：
N N vm v0 v0 fy v m v0 v 1 1 N NE A W N N v0 N E fy A W NE N
An—构件的净截面面积_
N fy r f R An
P94式4-2
（1）当轴力构件采用普通螺栓连接时 螺栓为并列布置：
n1 n2 n3
按最危险的截面Ⅰ-Ⅰ 计算，3个截面净截面面积 相同，但 Ⅰ-Ⅰ截面受力最大。
N n
Ⅰ-Ⅰ：N Ⅱ-Ⅱ：N-Nn1/n Ⅲ-Ⅲ：N-N(n1+n2)/n
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
2 2
从上面两式我们可以看出，绕不同轴屈曲时，不仅临界力不同，且残余 应力对临界应力的影响程度也不同。因为k1，所以残余应力对弱轴的 影响比对强轴的影响严重的多。
钢结构讲义4
一. 弯曲屈曲
静力法：据曲线平衡状态求解微分 求临界力的方法 方程。属于精确法。 z 能量法：属于近似法。 P 列平衡方程 Py M 静力法： P M 即： EIy Py 0 V y 注意：对实心截面，可以不考虑剪力 y 影响，薄壁截面不能忽略。 能量法稳定准则：杆件从直杆平衡状态转变为无限 临近的曲杆平衡状态时，外荷势能的变化和杆件中应变 能的变化总量不变。 即： V U 0 应变能的变化 外荷势能的变化
曲杆平衡
N
cr
受压构件的承载力常决定于稳定
2
EI
2
因而为了提高临界力，应采用较为开展的截面型式 即提高回转半径 i 。 通常采用实腹式截面和格构式截面。 实腹式：沿构件全长都是连续分布的。 格构式：由柱肢和缀材组成截面，缀材沿构件全长 是间隔分布的。
(d)格构式构件截面 1
l
I i A
2
§4.3 轴心受压构件的临界力 理想轴心受压构件丧失稳定，或者称屈曲，有三种 情况： 弯曲屈曲：杆件纵轴线发生弯曲变形 扭转屈曲：杆件各截面绕纵轴线扭转变形 弯扭屈曲：既有各截面绕纵轴线的扭转，又有纵 轴线的弯曲变形 需算出三种屈曲情况的屈曲临界力，然后取小值， 作为轴压构件的临界力。 确定轴心受压构件的临界力时，采用下列假设： ① 杆件为两端铰接的理想直杆； ② 轴心压力作用于杆件两端，且为保向力（即弯 曲时，轴心压力方向不变）。 ③ 屈曲时变形很小，忽略杆长的变化。 ④ 屈曲时轴线挠曲成正弦半波曲线，截面仍保持 平面。
V M 应变能为：U dz dz 2 EI 2 l l
2
N y2 Vg 1 y
式中：M N cr y
2 cr
N N 故： U y dz 2 y dz 2 EI
建筑钢结构工程技术 分解
分解
2．命令调用 用户可采用以下操作方法之一调用该命令。 在功能区【默认】选项卡内的【修改】面板上选择【分解】工 具按钮。 从菜单中执行【修改】→【分解】命令。 在命令行中输【EplodeCAD
Than You
建筑钢结构工程技术专业教学资源库
建筑钢结构工程技术 分解
分解
要将一些由多个对象组合而成的图形对象（如矩形命令绘制出的 矩形、多边形等）的某单个对象进行编辑，就需要先对其进行分 解。
分解
1．功能 使用【分解】命令，可以将多段线、标注、图案填充或块参照等复合 对象转换为单个的元素。在绘图过程中，如果需要编辑矩形、块和多 段线等由多个对象编组而成的组合对象时，需要先将它们分解，然后 对单个对象进行编辑。任何分解对象的颜色、线型和线宽都可能会改 变。其他结果将根据分解的复合对象类型的不同而有所不同。
机械基础4-2钢的热处理
四、淬火 将钢加热到适当温度，保持一定时间， 然后快速冷却的热处理工艺。 冷却方式： 水（盐水）冷淬火 油冷淬火 目的：提高钢的硬度、强度和耐磨性 备注：钢淬火后必须适当回火处理，才能 获得理想的力学性能。
1、淬硬性 是指钢经淬火后能达到的最高硬度。主 要取决于钢中的含碳量，碳含量越高，获 得硬度越高。 2、淬透性 是指钢经淬火后获得淬硬层深度的能力， 淬透性越好，淬硬层越厚。主要取决于钢 的化学成份和冷却方式。 合金钢的淬透性比碳素钢好。
3、高温回火（500 ℃ -650 ℃ ） 获得硬度、强度、韧性、塑性，有较好 综合力学性能。 淬火加高温回火的热处理方式称为调质。 用于螺栓、连杆、齿轮、曲轴等。
六、表面热处理 1、表面淬火 仅对工件的表面层进行淬火，而心部 仍保持未淬火状态。 目的：使工件表面具有高硬度、耐磨 性，而心部具有足够的塑性和韧性。 常用：
退火分类：
均匀化退火 完全退火 球化退火 等温退火 去应力退火
二、正火 将钢加热到适当的温度（ 727℃到912℃ 之间），保持一定时间后出炉空冷的热处理工 艺。 目的：细化组织、提高硬度，改善切削加 工性。
正火与退火相比，钢在正火后的强度和硬 度高于退火，操作简单，生产周期短，成本低， 在可能的条件下宜用正火代替退火。
淬火按照工艺分：
单液淬火 双介质淬火 马氏体分级淬火（减小应力） 贝氏体等温淬火（提高强度）
五、回火 将淬定时间，然后空冷到室温的 热处理工艺。 淬火钢必须及时回火。回火的目的是 减少或消除工件淬火时产生的内应力。回 火是热处理的最后一道工序。
按照不同回火温度分： 1、低温回火（150 ℃ -250℃） 降低淬火应力，提高韧性，并保持高硬 度和耐磨性。 用于高碳工具钢和合金钢、模具钢。 2、中温回火（250 ℃ -500 ℃ ） 使淬火钢件具有高的弹性极限、屈服强度 和适当的韧性。 用于弹簧钢和热锻模具
钢结构-4-2
① 试选截面 参照 H 型钢截面，选用截面如图所示，翼缘 2-250×14 ，腹
板1-250×8，截面几何特性
ix
Ix 132499000 121.3(m m) A 9000
iy
Iy
36458333 63.6(mm) A 9000
【例4-3】
② 长细比和整体稳定验算 长细比
N cr , x
D mb n a
2 2
2
b
2
a mb b2 k
2 2
2D
mb n a k a mb
式中 k —屈曲系数。
分别算出 m＝1，2，… 时在不同板宽比 a/b 的值，并绘成如 图所示的一簇曲线，其下界线如图中实曲线所示。可以看到， 对于任一m值，k的最小值等于4，而且除a/b＜l的一段外，图中 实线曲线的值变化不大。因此，当a/b≥1时，对任何m和a/b>1情 况均可取＝4，则临界荷载
l0 x 6000 x 49.5 [ ] 150 ix 121.3
3000 y 47.2 [ ] 150 iy 63.6 l0 y
由于对于x轴和y轴均属于b类截面，故由长细比较大值
λx查附表4-2得φ=0.859,则
N 160010 207.0( N / m m2 ) f 215( N / m m2 ) A 0.859 9000
A 2 25014 250 8 9000 (mm2 )
1 1 3 I x 250 278 242 250 3 132499000 (mm 4 ) 12 12 1 I y 2 14 250 3 36458333 (mm 4 ) 12
板1-250×8，截面几何特性
ix
Ix 132499000 121.3(m m) A 9000
iy
Iy
36458333 63.6(mm) A 9000
【例4-3】
② 长细比和整体稳定验算 长细比
N cr , x
D mb n a
2 2
2
b
2
a mb b2 k
2 2
2D
mb n a k a mb
式中 k —屈曲系数。
分别算出 m＝1，2，… 时在不同板宽比 a/b 的值，并绘成如 图所示的一簇曲线，其下界线如图中实曲线所示。可以看到， 对于任一m值，k的最小值等于4，而且除a/b＜l的一段外，图中 实线曲线的值变化不大。因此，当a/b≥1时，对任何m和a/b>1情 况均可取＝4，则临界荷载
l0 x 6000 x 49.5 [ ] 150 ix 121.3
3000 y 47.2 [ ] 150 iy 63.6 l0 y
由于对于x轴和y轴均属于b类截面，故由长细比较大值
λx查附表4-2得φ=0.859,则
N 160010 207.0( N / m m2 ) f 215( N / m m2 ) A 0.859 9000
A 2 25014 250 8 9000 (mm2 )
1 1 3 I x 250 278 242 250 3 132499000 (mm 4 ) 12 12 1 I y 2 14 250 3 36458333 (mm 4 ) 12
4_2钢结构
证两个方向的长细比不致相差悬殊； 证两个方向的长细比不致相差悬殊；
• 梁系布置应能使尽量多的楼面重力荷载份额传递 梁系布置应能使尽量多的楼面重力荷载份额传递
到竖向构件； （如，设置斜向主梁） 到竖向构件； 设置斜向主梁）
斜向主梁的作用
在框筒体系中， 在框筒体系中， 角柱往往产生， 角柱往往产生，可通 过斜高额轴向拉力向 斜高额轴向拉力向载 的目的。 的目的。
简支连接
• 主梁和次梁的连接宜采用简支连接；（其传递荷载为次梁的梁端 主梁和次梁的连接宜采用简支连接；
剪力，并考虑连接的偏心引起的附加弯矩，可不考虑主梁扭转） 剪力，并考虑连接的偏心引起的附加弯矩，可不考虑主梁扭转）
• 必要时也可采用刚性连接 。
实例
主梁与次梁的铰接连接
主次梁连（二）
刚性连接
蜂窝梁
现浇钢筋混凝土 楼板 卫生间 开洞较多处 预制楼板 压型钢板组合 楼板 多用于工 业建筑
高度不大 且无地震设防的建筑 较少采用） （较少采用）
应与钢梁可靠连接，且在板上浇注刚性面层 预制楼板通过其底面四角的预埋件与钢梁焊接 1）焊脚高度不应小于6mm 2）焊缝长度不应小于80mm 板缝的灌缝构造宜一律按抗震设防要求进行。必要时可在板缝间的梁 上设抗剪件(如抗剪栓等)
0.8 :考虑到起受拉钢筋作用的压型钢板没有混凝土保护层，以及中 考虑到起受拉钢筋作用的压型钢板没有混凝土保护层， 和轴附近材料强度发挥不充分等因素 。
AP f ≤ f cm hc b时， h0 :组合板有效高度
M ≤0.8f cm xbyP
x = AP f / f cm b
yP = h0 − x / 2
组合楼板使用阶段的设计
非组合板:按常规钢筋混凝土楼板设计, 非组合板:按常规钢筋混凝土楼板设计,应在压型钢 板波槽内设置钢筋，并进行相应计算. 板波槽内设置钢筋，并进行相应计算. 组合板: 组合板: 永久荷载 + 使用阶段可变荷载 承载力验算 变形验算 内容 正截面抗弯承载力、抗冲剪承载力、 正截面抗弯承载力、抗冲剪承载力、斜截面抗剪承载力 双向弯曲板或单向弯曲板 单向弯曲简支板
• 梁系布置应能使尽量多的楼面重力荷载份额传递 梁系布置应能使尽量多的楼面重力荷载份额传递
到竖向构件； （如，设置斜向主梁） 到竖向构件； 设置斜向主梁）
斜向主梁的作用
在框筒体系中， 在框筒体系中， 角柱往往产生， 角柱往往产生，可通 过斜高额轴向拉力向 斜高额轴向拉力向载 的目的。 的目的。
简支连接
• 主梁和次梁的连接宜采用简支连接；（其传递荷载为次梁的梁端 主梁和次梁的连接宜采用简支连接；
剪力，并考虑连接的偏心引起的附加弯矩，可不考虑主梁扭转） 剪力，并考虑连接的偏心引起的附加弯矩，可不考虑主梁扭转）
• 必要时也可采用刚性连接 。
实例
主梁与次梁的铰接连接
主次梁连（二）
刚性连接
蜂窝梁
现浇钢筋混凝土 楼板 卫生间 开洞较多处 预制楼板 压型钢板组合 楼板 多用于工 业建筑
高度不大 且无地震设防的建筑 较少采用） （较少采用）
应与钢梁可靠连接，且在板上浇注刚性面层 预制楼板通过其底面四角的预埋件与钢梁焊接 1）焊脚高度不应小于6mm 2）焊缝长度不应小于80mm 板缝的灌缝构造宜一律按抗震设防要求进行。必要时可在板缝间的梁 上设抗剪件(如抗剪栓等)
0.8 :考虑到起受拉钢筋作用的压型钢板没有混凝土保护层，以及中 考虑到起受拉钢筋作用的压型钢板没有混凝土保护层， 和轴附近材料强度发挥不充分等因素 。
AP f ≤ f cm hc b时， h0 :组合板有效高度
M ≤0.8f cm xbyP
x = AP f / f cm b
yP = h0 − x / 2
组合楼板使用阶段的设计
非组合板:按常规钢筋混凝土楼板设计, 非组合板:按常规钢筋混凝土楼板设计,应在压型钢 板波槽内设置钢筋，并进行相应计算. 板波槽内设置钢筋，并进行相应计算. 组合板: 组合板: 永久荷载 + 使用阶段可变荷载 承载力验算 变形验算 内容 正截面抗弯承载力、抗冲剪承载力、 正截面抗弯承载力、抗冲剪承载力、斜截面抗剪承载力 双向弯曲板或单向弯曲板 单向弯曲简支板
钢结构工程施工子项4.2 高强螺栓连接施工
钢结构工程施工 ③预拉力值的确定
P 0.9 0.9 0.9 Ae f u 1.2
上式的系数考虑了以下几个因素： a拧紧螺帽时螺栓同时受到由预拉力引起的拉应力和由螺纹 力矩引起的扭转剪应力作用。折算应力为：
2 3 2
根据试验分析，系数为1.15～1.25，取平均值为1.2。预拉 力设计值P式中分母的1.2即为考虑拧紧螺栓时扭矩对螺杆 的不利影响系数。
钢结构工程施工 2、高强度螺栓摩擦面抗滑移系数 我国规范推荐采用的接触面处理方法有：喷砂、喷砂后 涂无机富锌漆、喷砂后生赤锈、钢丝刷消除浮锈或对干净 轧制表面不作处理等。各种处理方法相应的抗滑移系数μ 值详见表4-1。
钢结构工程施工
3、高强度螺栓的工作性能及预拉力的控制 （1）高强度螺栓连接的工作性能 ①高强度螺栓的抗剪性能 由于高强度螺栓连接有较大的预拉力，从而使被连板叠 中有很大的预压力，当连接受剪时，主要依靠摩擦力形成
Tf kPf d
钢结构工程施工 b转角法 先用普通扳手进行初拧，使被连接板件相互紧密贴合，再 以初拧位臵为起点，按终拧角度，用长扳手或电动扳手旋 转螺母，拧至该角度值时，螺栓的拉力即达到施工控制预 拉力。 ②扭剪型高强度螺栓的预拉力控制方法 扭剪型高强度螺栓头为盘头，螺纹段端部有一个承受拧 紧反力矩的十二角体和一个能在规定力矩下剪断的断颈槽。 扭剪型高强度螺栓连接副的安装需用特制的电动扳手， 该扳手有两个套头，一个套在螺母六角体上；另一个套在 螺栓的十二角体上。
高强度螺栓连接的抗剪承载力。
钢结构工程施工 ②高强度螺栓的抗拉性能
钢结构工程施工 （2）高强度螺栓预拉力的控制方法 ①大六角头螺栓的预拉力控制方法 a力矩法 力矩法是通过控制扭矩扳手拧紧力矩来实现控制预拉力。 拧紧力矩可由试验确定，应使施工时控制预拉力为设计 预拉力的1.1倍。 当采用电动扭矩搬手时，所需要的施工扭矩Tf为：
4-2钢在加热及冷却时的组织转变1
一、钢在加热时的组织转变1．钢在加热和冷却时的相变温度钢在固态下进行加热、保温和冷却时将发生组织转变，转变临界点根据Fe-Fe3C 相图确定。
平衡状态下：当钢在缓慢加热或冷却时，其固态下的临界点分别用Fe-Fe3C相图中的平衡线A1(PSK线)、A3(GS线)、Acm(ES线)表示。
实际加热和冷却时：发生组织转变的临界点都要偏离平衡临界点，并且加热和冷却速度越快，其偏离的程度越大。
实际加热时——临界点分别用Ac1、Ac3、Accm表示实际冷却时——临界点分别用Ar1、Ar3、Arcm表示钢热处理加热的目的是获得部分或全部奥氏体，组织向奥氏体转变的过程称奥氏体化。
加热至Ac1以上时：首先由珠光体转变成奥氏体（P → A）；加热至Ac3以上时：亚共析钢中的铁素体将转变为奥体（F → A）；加热至Accm 以上时：过共析钢中的二次渗碳体将转变成奥氏体（Fe3CI→ A）2．奥氏体的形成钢在加热时的组织转变，主要包括奥氏体的形成和晶粒长大两个过程。
共析钢奥氏体化：热处理加热至Ac1以上时，将全部奥氏体化亚共析钢奥氏体化：原始组织为F+P，加热至Ac1以上时，P先奥氏体化，组织部分奥氏体化；加热至Ac3以上时，F奥氏体化，组织全部奥氏体化过共析钢奥氏体化：原始组织为P+Fe3C，加热至Ac1以上时，P先奥氏体化，组织部分奥氏体化；加热至Acm以上时，Fe3C奥氏体化，组织全部奥氏体化2、奥氏体的晶粒大小奥氏体晶粒对性能影响：奥氏体的晶粒越细小、均匀，冷却后的室温组织越细密，其强度、塑性和韧性比较高。
[奥氏体的晶粒度]：晶粒度是指多晶体内晶粒的大小，可以用晶粒号、晶粒平均直径、单位面积或单位体积内晶粒的数目来表示。
GB/T8493-1987将奥氏体晶粒分为8个等级，其中1~4级为粗晶粒；5~8级为细晶粒。
[本质粗晶粒钢]：热处理时随加热温度的升高，奥氏体晶粒迅速长大的钢。
[本质细晶粒钢]：热处理时随加热温度的升高，奥氏体晶粒不易长大的钢。
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4.2 楼盖的布置方案和设计
本节内容
4.2.1 楼盖布置原则和方案 4.2.2 压型钢板组合楼盖的设计
4.2.3 组合梁和组合板的构造要求
楼盖结构的作用
直接承受竖向荷载的作用， 并将其传递给竖向构件； 起横隔作用。
楼盖布置方案和设计的影响
影响到整个结构的性能；
影响到施工进程； 影响到建筑的经济效益。
楼盖结构的方案选择原则
满足建筑设计要求 较小自重 一般性的原则
便于施工
有足够的整体刚度
多、高层建筑的楼盖结构组成
楼板 梁系 固定作用、传递水平剪力作用
用于多、高层建筑的楼板
现浇钢筋混凝土 楼板 卫生间 开洞较多处 预制楼板 压型钢板组合 楼板 多用于工 业建筑
高度不大 且无地震设防的建筑 （较少采用）
组合楼板使用阶段的设计
非组合板:按常规钢筋混凝土楼板设计,应在压型钢 板波槽内设置钢筋，并进行相应计算. 组合板: 永久荷载 + 使用阶段可变荷载 承载力验算 变形验算 双向弯曲板或单向弯曲板 单向弯曲简支板
内容 正截面抗弯承载力、抗冲剪承载力、斜截面抗剪承载力
组合板的力学模型
（一）承载力验算的力学模型
c v c v
--------------- (4-4)
Ast —— 栓钉钉杆截面面积 Ec —— 混凝土弹性模量 fc —— 混凝土轴心抗压强度设计值 f —— 栓钉钢材的抗拉强度设计值 —— 栓钉材料抗拉强度最小值与屈服强度之比 当栓钉材料性能等级为4.6时， 取 f =215N／mm2。 1.67
验算: 采用弹性方法.
力学模型：图4-16. 压型钢板的截面力学特性: 参见第1章. 如果承载能力和变形能力不满足要求，可加在板下 设置临时支护,以减小板跨加以验算.
施工阶段力学模型的说明
实质上是压型钢板的计算 只考虑荷载沿强边方向传递(单向板)
(因强边方向的截面刚度远大于弱边方向)
2)使用阶段:对于非组合板，压型钢板仅作为模板 使用；验算组合板在永久荷载和使用段的可变荷 载作用下的强度和变形.
压型钢板的跨中变形时： 挠度w0大于20mm时，确定混凝土自重应考虑挠曲效 应，在全跨增加混凝土厚度0.7 w0 ,或增设临时支撑.
组合楼板施工阶段的设计
永久荷载: 压型钢板、钢筋和混凝土的自重. 可变荷载: 施工荷载和附加荷载. 附加荷载: 当有过量冲击、混凝土堆放、管线和泵 的荷载时考虑.
实例
主次梁连（二）
刚性连接
4.2.2 压型钢板组合楼盖的设计
保证楼板和钢梁之间可靠地传递水平剪力
(a) 不设次梁时的布置方案
Байду номын сангаас
(b) 通常的布置方案
抗剪栓钉的布置
抗剪栓钉
抗剪栓钉的布置
压型钢板与抗剪栓钉的连 接
压型钢板与抗剪栓钉的连接
栓钉连接件的受剪承载力设计值
N 0.43 Ast Ec fc 且 N ≤0.7 Ast f
应与钢梁可靠连接，且在板上浇注刚性面层
预制楼板通过其底面四角的预埋件与钢梁焊接 1）焊脚高度不应小于6mm
2）焊缝长度不应小于80mm
板缝的灌缝构造宜一律按抗震设防要求进行。必要时可在板缝间的梁 上设抗剪件(如抗剪栓等)
梁系的构成
梁系
用于矩形平面 常见的次梁布置： 等跨等间距次梁
用于正方形平面
等跨不等间距次梁(中间设走廊或不等跨框架)
梁系布置时考虑的因素
钢梁的间距要与上覆楼板类型相协调，尽量取楼 板经济跨度以内；（压型钢板组合楼板取2～3m）
主梁应与竖向抗侧力构件直接相连；（充分发挥 整体空间作用）
竖向构件纵横两个方向均应有主梁与之相连，以 保证两个方向的长细比不致相差悬殊； 梁系布置应能使尽量多的楼面重力荷载份额传递 到竖向构件； （如，设置斜向主梁） 为减小楼盖结构的高度，主次梁通常不采取叠接 方式。
板厚不超过100mm时
1)正弯矩计算的力学模型:单向弯曲简支板：
2)负弯矩计算的力学模型:单向弯曲固支板.
板厚超过100mm时 1） 0.5<λe<2.0 时：
参数λe ＝μlx／ly,
μ =(Ix／Iy)1/4（异向性系数） Ix、Iy：组合板顺肋方向和垂直 肋方向的截面惯性矩，计算Iy时 只考虑压型钢板顶面以上的混凝 土计算厚度hc.
栓钉受剪承载力设计值的折减
位于梁负弯矩区的栓钉，周围混凝土对其约束的 程度不如受压区，按式(4-4)算得的栓钉受剪承载 力设计值应予折减： (a)位于连续梁中间支座上负弯矩段时：
取折减系数0.9
(b)位于悬臂梁负弯矩段时： 取折减系数0.8
混凝土板和梁翼缘间有压型钢板时 （Nvc应折减）
2 0.6b(hs hp ) / hp 且 ≤ 1.0
斜向主梁的作用
在框筒体系中，
角柱往往产生，可通 过斜高额轴向拉力向 布置主梁得到向角柱 传递较大的竖向荷载
的目的。
主次梁连接（一）
简支连接
主梁和次梁的连接宜采用简支连接；（其传递荷载为次梁的梁端 剪力，并考虑连接的偏心引起的附加弯矩，可不考虑主梁扭转） 必要时也可采用刚性连接 。
主梁与次梁的铰接连接
双向弯曲板；
2）λe ≤ 0.5 或
λe ≥ 2.0 时：
单向弯曲板.
组合板正截面抗弯承载力验算
AP
组合板正截面抗弯承载力验算（1）
验算公式
x :组合板受压区高度 x > 0．55h0时，取x = 0.55h0 yp:压型钢板截面应力合力至混凝土
AP f ≤fcm hcb时， h0 :组合板有效高度
组合楼板和组合梁
压 型 钢 板 组 合 楼 板 组 合 楼 板
组合板 非组合板
考虑压型钢板对组合 楼板承载力的贡献
一般形式组合梁 压型钢板组合梁
组 合 梁
预制钢筋混凝土板组合梁
组合楼板设计时的基本原则
组合楼板的设计考虑两个受力阶段：
1)施工阶段:对作为浇注混凝土底模的压型钢板进 行强度和变形验算.
0.85 b(hs hp ) 且 ≤1.0 2 hp n0
压型钢板和与混凝土之间水平剪力的 传递形式
依靠压型钢板的纵向波槽 传递 依靠压型钢板上的压痕、 小洞或冲成的不闭合的孔 眼传递 依靠压型钢板上焊接的横 向钢筋传递 依靠设置于端部的锚固件 传递(任何情形下都应当 设置端部锚固件)
本节内容
4.2.1 楼盖布置原则和方案 4.2.2 压型钢板组合楼盖的设计
4.2.3 组合梁和组合板的构造要求
楼盖结构的作用
直接承受竖向荷载的作用， 并将其传递给竖向构件； 起横隔作用。
楼盖布置方案和设计的影响
影响到整个结构的性能；
影响到施工进程； 影响到建筑的经济效益。
楼盖结构的方案选择原则
满足建筑设计要求 较小自重 一般性的原则
便于施工
有足够的整体刚度
多、高层建筑的楼盖结构组成
楼板 梁系 固定作用、传递水平剪力作用
用于多、高层建筑的楼板
现浇钢筋混凝土 楼板 卫生间 开洞较多处 预制楼板 压型钢板组合 楼板 多用于工 业建筑
高度不大 且无地震设防的建筑 （较少采用）
组合楼板使用阶段的设计
非组合板:按常规钢筋混凝土楼板设计,应在压型钢 板波槽内设置钢筋，并进行相应计算. 组合板: 永久荷载 + 使用阶段可变荷载 承载力验算 变形验算 双向弯曲板或单向弯曲板 单向弯曲简支板
内容 正截面抗弯承载力、抗冲剪承载力、斜截面抗剪承载力
组合板的力学模型
（一）承载力验算的力学模型
c v c v
--------------- (4-4)
Ast —— 栓钉钉杆截面面积 Ec —— 混凝土弹性模量 fc —— 混凝土轴心抗压强度设计值 f —— 栓钉钢材的抗拉强度设计值 —— 栓钉材料抗拉强度最小值与屈服强度之比 当栓钉材料性能等级为4.6时， 取 f =215N／mm2。 1.67
验算: 采用弹性方法.
力学模型：图4-16. 压型钢板的截面力学特性: 参见第1章. 如果承载能力和变形能力不满足要求，可加在板下 设置临时支护,以减小板跨加以验算.
施工阶段力学模型的说明
实质上是压型钢板的计算 只考虑荷载沿强边方向传递(单向板)
(因强边方向的截面刚度远大于弱边方向)
2)使用阶段:对于非组合板，压型钢板仅作为模板 使用；验算组合板在永久荷载和使用段的可变荷 载作用下的强度和变形.
压型钢板的跨中变形时： 挠度w0大于20mm时，确定混凝土自重应考虑挠曲效 应，在全跨增加混凝土厚度0.7 w0 ,或增设临时支撑.
组合楼板施工阶段的设计
永久荷载: 压型钢板、钢筋和混凝土的自重. 可变荷载: 施工荷载和附加荷载. 附加荷载: 当有过量冲击、混凝土堆放、管线和泵 的荷载时考虑.
实例
主次梁连（二）
刚性连接
4.2.2 压型钢板组合楼盖的设计
保证楼板和钢梁之间可靠地传递水平剪力
(a) 不设次梁时的布置方案
Байду номын сангаас
(b) 通常的布置方案
抗剪栓钉的布置
抗剪栓钉
抗剪栓钉的布置
压型钢板与抗剪栓钉的连 接
压型钢板与抗剪栓钉的连接
栓钉连接件的受剪承载力设计值
N 0.43 Ast Ec fc 且 N ≤0.7 Ast f
应与钢梁可靠连接，且在板上浇注刚性面层
预制楼板通过其底面四角的预埋件与钢梁焊接 1）焊脚高度不应小于6mm
2）焊缝长度不应小于80mm
板缝的灌缝构造宜一律按抗震设防要求进行。必要时可在板缝间的梁 上设抗剪件(如抗剪栓等)
梁系的构成
梁系
用于矩形平面 常见的次梁布置： 等跨等间距次梁
用于正方形平面
等跨不等间距次梁(中间设走廊或不等跨框架)
梁系布置时考虑的因素
钢梁的间距要与上覆楼板类型相协调，尽量取楼 板经济跨度以内；（压型钢板组合楼板取2～3m）
主梁应与竖向抗侧力构件直接相连；（充分发挥 整体空间作用）
竖向构件纵横两个方向均应有主梁与之相连，以 保证两个方向的长细比不致相差悬殊； 梁系布置应能使尽量多的楼面重力荷载份额传递 到竖向构件； （如，设置斜向主梁） 为减小楼盖结构的高度，主次梁通常不采取叠接 方式。
板厚不超过100mm时
1)正弯矩计算的力学模型:单向弯曲简支板：
2)负弯矩计算的力学模型:单向弯曲固支板.
板厚超过100mm时 1） 0.5<λe<2.0 时：
参数λe ＝μlx／ly,
μ =(Ix／Iy)1/4（异向性系数） Ix、Iy：组合板顺肋方向和垂直 肋方向的截面惯性矩，计算Iy时 只考虑压型钢板顶面以上的混凝 土计算厚度hc.
栓钉受剪承载力设计值的折减
位于梁负弯矩区的栓钉，周围混凝土对其约束的 程度不如受压区，按式(4-4)算得的栓钉受剪承载 力设计值应予折减： (a)位于连续梁中间支座上负弯矩段时：
取折减系数0.9
(b)位于悬臂梁负弯矩段时： 取折减系数0.8
混凝土板和梁翼缘间有压型钢板时 （Nvc应折减）
2 0.6b(hs hp ) / hp 且 ≤ 1.0
斜向主梁的作用
在框筒体系中，
角柱往往产生，可通 过斜高额轴向拉力向 布置主梁得到向角柱 传递较大的竖向荷载
的目的。
主次梁连接（一）
简支连接
主梁和次梁的连接宜采用简支连接；（其传递荷载为次梁的梁端 剪力，并考虑连接的偏心引起的附加弯矩，可不考虑主梁扭转） 必要时也可采用刚性连接 。
主梁与次梁的铰接连接
双向弯曲板；
2）λe ≤ 0.5 或
λe ≥ 2.0 时：
单向弯曲板.
组合板正截面抗弯承载力验算
AP
组合板正截面抗弯承载力验算（1）
验算公式
x :组合板受压区高度 x > 0．55h0时，取x = 0.55h0 yp:压型钢板截面应力合力至混凝土
AP f ≤fcm hcb时， h0 :组合板有效高度
组合楼板和组合梁
压 型 钢 板 组 合 楼 板 组 合 楼 板
组合板 非组合板
考虑压型钢板对组合 楼板承载力的贡献
一般形式组合梁 压型钢板组合梁
组 合 梁
预制钢筋混凝土板组合梁
组合楼板设计时的基本原则
组合楼板的设计考虑两个受力阶段：
1)施工阶段:对作为浇注混凝土底模的压型钢板进 行强度和变形验算.
0.85 b(hs hp ) 且 ≤1.0 2 hp n0
压型钢板和与混凝土之间水平剪力的 传递形式
依靠压型钢板的纵向波槽 传递 依靠压型钢板上的压痕、 小洞或冲成的不闭合的孔 眼传递 依靠压型钢板上焊接的横 向钢筋传递 依靠设置于端部的锚固件 传递(任何情形下都应当 设置端部锚固件)