钢―混凝土混合结构组合梁设计探讨
钢与混凝土组合梁分析与设计
火 的需要 。我国对组合梁 的研究起 步较 晚 ， ２ ０世纪 ９ ｏ年 代初 ， 通 过大量试验 研究 ， 清华 大学提出考虑钢 梁与混凝 土翼板 交界滑 移 效应 的折减 刚度法 。按照 这个方 法提 出的理论计 算 出 的组 合 梁 截面刚度和截 面抵抗矩与 国内外 的试验结果 非常一 致 ， 而且计算
一
轻、 构件截 面小 、 增加建筑 空间 ， 降低 地震作用 以及增 强构件 和结 仅 对完 全抗 剪连接组合梁的正弯矩作用区段分析比较。 组 合梁翼板有效宽度 ｂ 按下式计算 （ 示 意图见图 １ ） 。 构 的延性 ， 同时使基 础造 价低 、 方便 安装 、 缩 短施 工周 期 ， 从而 保 证 结构的经济效 益。钢 与混凝 土组 合梁是 钢 与混凝 土组 合结 构 的一种 ， 因具 有截面 高度小 、 自重轻 、 延 性好 、 经 济效 益好 等特 点
钢 与 混 凝 土 组 合 梁 分 析 与 设 计
高 俊 超
（ 香港华艺设计顾 问（ 深圳 ） 有限公司 ， 广东 深圳 ５ １ ８ ０ ０ ０）
摘
要： 详细介绍 了钢与混凝土组合梁 的性能特点及应 用范围 ， 对其 进行 了系统的结构 的计 算分析 ， 确 定详细 的技术指标 。结果
表明， 钢与混凝土组合梁 结构 受力合理 ， 经 济性 好 ， 需要大 力推广 。
ｂ ＝ｂ ０＋ ｂ ｌ ＋ｂ ２ （ １ ）
其中， ｂ 。 为板托上部宽度 ， 无板托 时取钢梁上翼缘宽 度 ； ｂ 。 ， ｂ ：
． 的 ６倍和梁跨度 ｚ 的１ ／ ６中的小值 ， ｂ 不大于 被 广泛的应用 ， 尤其大跨结构经济效 益 和社会 效益 明显 。按 照截 分别取翼缘 厚度 ｈ 】 ， ｂ ２ 不大 于 的 １ ／ ２ 。 面形式 ， 组 合梁可 以分 为 Ｔ形 组合梁 以及外包 混凝土型钢混凝 土 ｓ 梁 。型钢混凝土梁是根据钢材 与混凝土 之间的粘结 力协 同工作 ， Ｔ形 组合梁通过 抗剪连 接 件将 混凝 土翼 板 与钢梁 连接 成 整体 构 件 。Ｔ形组 合梁 的翼 板可 以为压型 钢板混凝土 组合板 ， 也可 以是 现浇混 凝土板 ， 或者是混凝土叠合板 。压型钢板 在施工 阶段可 以 代替模板 ， 可 以代替 混凝 土板中 的下 部受力钢 筋。组合 梁 的早 期
钢结构与混凝土结构的组合应用案例分析
钢结构与混凝土结构的组合应用案例分析随着建筑行业的发展和技术的不断进步，钢结构与混凝土结构的组合应用越来越受到人们的关注。
本文将通过分析几个实际案例，探讨钢结构与混凝土结构的组合应用在建筑领域中的优势和潜力。
1. 引言随着城市化进程的加快，建筑结构的设计和施工要求越来越高，如何提高建筑的安全性、经济性和可持续性成为了建筑设计师面临的重要课题。
钢结构和混凝土结构各有其优势，而将两者结合起来，则可以发挥各自的优点，提高建筑结构的性能。
2. 案例一：钢混凝土组合框架在高层建筑中，钢混凝土组合框架的应用越来越广泛。
例如，在某高层住宅项目中，设计师采用了钢混凝土组合框架结构。
在该项目中，钢柱和钢梁承担了大部分的荷载，而混凝土承担了一部分荷载，并提供了抗震和刚度的增强。
分析该案例可以发现，钢结构的优势在于其轻巧、高强度以及施工速度快，而混凝土结构则具有良好的耐久性和抗震性能。
通过将两者组合在一起，可以充分发挥其优势，从而提高建筑结构的整体性能。
3. 案例二：钢筋混凝土桥梁钢结构与混凝土结构的组合应用不仅局限于建筑领域，在桥梁工程中也有广泛的应用。
以某大型跨海桥工程为例，设计师将钢材与混凝土相结合，在桥梁的主体结构中采用钢筋混凝土桥梁体系。
这种组合应用在桥梁工程中具有明显的优势。
钢结构可以提供足够的刚度和抗震性能，而混凝土结构可以增强桥梁的耐久性和荷载承载能力。
此外，由于钢结构的施工速度快，可以有效缩短工期，提高施工效率。
4. 案例三：混合结构的商业建筑在商业建筑领域，钢结构和混凝土结构的组合应用也有很多成功案例。
例如，在某大型购物中心项目中，设计师采用了混合结构，既使用了钢结构，也使用了混凝土结构。
通过这种组合应用，可以实现柱网空间的灵活布置和大跨度的设计。
此外，钢结构可以提供更好的开间高度和空间利用效率，而混凝土结构则能够提供良好的隔声和隔热性能。
5. 总结与展望通过对几个实际案例的分析，可以看出钢结构与混凝土结构的组合应用在建筑领域中具有广阔的市场前景和潜力。
钢—混凝土组合梁板体系的试验研究与理论分析
钢—混凝土组合梁板体系的试验研究与理论分析近年来，钢混凝土组合梁板体系已成为建筑结构领域中的热门研究课题。
钢混凝土组合梁板体系可以实现材料有效利用，提高结构受力能力，拓宽结构形式，有效降低施工时间和成本，从而使现有建筑结构更加坚固、美观、经济。
因此，钢混凝土组合梁板体系的研究已经引起了学术界和工程界的广泛关注。
本文旨在通过综合钢混凝土组合梁板体系的力学特性和实验研究，探究其受力行为及其对结构承载力的影响。
首先，本文对钢混凝土组合梁板体系的历史发展和结构形式进行了简要介绍，并分析了其受力行为的特点及成因。
其次，通过计算机模拟，利用有限元分析方法，对钢混凝土组合梁板体系的受力本构特性进行了研究，推导出其受力门槛值、极限承载力以及受力应力应变关系。
此外，本文还进行了拉伸、压缩、扭转及屈曲的实验研究，以探究钢混凝土组合梁板体系的受力行为及实际应力应变关系，研究了胶结剂、混凝土类型、聚合物界面层厚度等参数对结构承载力及受力行为的影响，提出了相关设计建议和参考方案。
最后，本文从理论和实验证明，可以用钢混凝土组合梁板体系构建出坚固、美观、经济的建筑结构，从而为现有建筑结构的改造和加固提供了较好的参考。
钢混凝土组合梁板体系是一种新型的结构体系，其研究和设计仍处于起步阶段，还存在许多不熟悉的问题。
未来研究重点应放在结构受力过程中材料变形和失效机理等方面，进一步提高结构承载力和使用寿命。
另外，未来还需研究钢混凝土组合梁板体系在实际工程中的施工技术和施工管理，以确保施工质量及安全性。
综上所述，本文研究了钢混凝土组合梁板体系的力学特性、试验研究以及实际应用，从而提供了结构力学设计分析及施工管理的重要参考依据，为今后研究及实践提供了更多有价值的信息。
此外，本文也强调了钢混凝土组合梁板体系的重要性和发展潜力，有助于拓宽建筑结构形式，提高建筑结构的受力能力和安全性，使得建筑结构更加坚固、美观、经济。
混凝土柱_钢梁混合结构设计分析
混凝土柱N 钢梁混合结构设计分析陈建良!福建鑫晟钢业有限公司厦门分公司"福建厦门!5U 0/0.#摘!要!通过对混凝土柱N 钢梁混合结构的计算和分析!澄清了对此类结构设计模糊不清的几个问题!分析屋面坡度"结构高度"截面尺寸"结构跨度等对结构性能的影响!可供设计人员参考#关键词!混凝土柱$钢梁$坡度$跨度%&%:1(’(+9!’<"3(-,/#-/,"3"(’.&+9#+&#,"-"#+:/!&%&3(-"":)"%!79*’-%&’5%&’.%i ,8P #’R ,$,8$#!R *E ,8’i ,’N !:#’?!"##$I ’B *(")G %&-M "B !i ,8P #’5U 0/0.!%:,’8&%)(-,%#-’>G +8$+*$8",’?8’B8’8$G 9,’?":#P ,T #B(")*+"*)#(&@+&’+)#"#+&$*P ’(8’B("##$O #8P (!(#A #)8$8P O ,?*&*(L )&O $#P (8O &*"":#B #(,?’&@(*+:(")*+"*)#(8)#+$8),@,#B -7:##@@#+"(&@?)8B ,#’"!(")*+"*)8$:#,?:"!(#+",&’B ,P #’(,&’8’B (L 8’&’(")*+"*)8$+8L 8O ,$,"G =#)#@&*’B !8’B +&*$BO #)#@#)#’+#BO G B #(,?’#)(-0"12+,3(’+&’+)#"#+&$*P ’$("##$O #8P $?)8B ,#’"$(L8’作!者$陈建良"男"0S 16年出生"工程师%;P 8,$$("##$8=#(&P #!(,’8-+&P 收稿日期$./0/N /V N 0V4!概!述门式刚架因其特有的优越性和适用性"在我国单层大跨结构中已经得到了普遍的使用%近些年来"出于降低造价或防火的目的"也有旧有结构屋盖改造的原因"很多业主要求采用混凝土柱和钢梁结合的方案%这一方案给广大设计人员带来了一定的困惑%开始有些设计人员将之按照门式刚架来设计"梁柱节点采用刚接的连接措施"而由于两者材料刚度的巨大差异"这一处理方法被广为诟病"大家趋向于认为采用铰接的连接措施才是更为合理有效的&0N 5’%也有些设计人员将之按照普通钢屋架的排架结构来设计"混凝土柱采用排架柱的设计方法"钢梁采用一般简支梁的计算方法%而由于屋面排水的要求"钢梁一般都采取起坡的处理方法"此类结构其实更类似于两铰直线拱&0’%可见"混凝土柱的设计必须考虑拱脚推力的影响"而钢梁的受力应该优于简支梁"将钢梁的一端做成可滑移支座的处理方法并不值得提倡%但是由于混凝土柱并不能提供完全的拱脚位移约束"因此钢梁的受力形式与两铰直线拱并不完全相同"这也需要引起设计人员的注意%虽然现在设计人员基本都能够认识到对混凝土柱N 钢梁混合结构应该采取整体分析的设计方法"但是受到门式刚架或者排架结构设计习惯的影响"往往不能对此类结构的受力性能有比较清晰的认识%比如很多人认为&5’"随着屋面坡度的减小"这类结构的跨中挠度也会变小"而柱顶侧移和水平推力则会变大%为了澄清此类问题"本文对混凝土柱N 钢梁混合结构进行计算和分析"得到屋面坡度(结构高度(截面尺寸(结构跨度等对结构性能的影响%5!典型单跨双坡结构形式的分析采用钢结构设计软件5J 5!对典型单跨双坡形式的混凝土柱N 钢梁平面结构体系进行了分析%混凝土柱与钢梁为铰接"混凝土柱底为固定支座"计算模型如图0所示%图0!典型结构形式计算简图工程设计分析的典型模型中#混凝土柱高B a UP#跨度:a.VP#钢梁的坡度9a0$0.#即矢高#a0P%混凝土柱的截面尺寸为6//P P]3//P P#混凝土强度等级为%5/#弹性模量为5/_<8#泊松比为/-.&工字型钢梁的截面尺寸为1//P P].3/P P]UP P]0.P P#钢材采用^5V3N>#弹性模量为./U_<8#泊松比为/-5%梁上作用的均布荷载C取为U-6VX4$P!已包括自重"%典型模型的分析结果如图.所示%8Y轴力#X4&O Y剪力#X4&+Y弯矩#X4’P&B Y位移#P P图.!典型模型分析结果6!结构性能影响因素分析674!屋面坡度为了弄清屋面坡度9!矢高#"对典型结构性能的影响#并考虑到轻钢屋面!采用冷弯薄壁型钢檩条和压型钢板"的屋面坡度一般在0$5/"0$3之间#分析了坡度9!矢高#"分别为0$5/!/-VP"(0$./!/-UP"( 0$03!/-6P"(0$0/!0-.P"(0$6!0-3P"(0$U!.-/P"和0$3!.-VP"时的情况%屋面坡度9不同时的分析结果见表0和图5%!!从表0和图5中可以看出#坡度9或矢高#越大#跨中挠度’和跨中弯矩=9就越小#且变化的幅度基本上与坡度9或矢高#的变化幅度成线性关系&此外#坡度9或矢高#越大#柱顶侧移$(水平推力2和柱底弯矩=B 也越大#且变化的幅度先快后慢#当坡度9或矢高#较大时变化很缓慢%8Y对跨中挠度的影响&O Y对柱顶侧移的影响&+Y对水平推力的影响&B Y对跨中弯矩和柱底弯矩的影响图5!屋面坡度不同对结构性能的影响!!可见#随着坡度变小#跨中挠度也会变小#而柱顶侧移和水平推力则会变大的观点显然受到门式刚架或两铰直线拱这两类结构设计的直观判断的影响#却与混凝土柱N钢梁混合结构的实际情况是不相符的%陈建良!混凝土柱N 钢梁混合结构设计分析表4!屋面坡度不同时的分析结果屋面坡度9跨中挠度’!P P柱顶侧移$!P P水平推力2!X4跨中弯矩=9!"X4#P$柱底弯矩=B!"X4#P$0!5/ 0!./ 0!03 0!0. 0!0/ 0!6 0!U 0!30U/-1033-.0V6-00V/-/050-.001-US U-560-U3-01-VS-V00-00.-V05-S03-.03-VV3-.U3-365-5S6-V00/-U0.5-S053-0051-5V15-/V3.-0V.3-.5S V-05U/-35/6-1..1-501/-S.10-.5S.-6V S S-S3S/-5U U5-U1V5-V60/-66.5-S!!出于提高钢梁拱有效作用的目的%建议坡度9不要太小%可控制在0!0/或0!0.以上%这样跨中挠度也比较容易控制在允许范围内&675!混凝土柱高为了解混凝土柱高B对典型结构性能的影响%分析了混凝土柱高B为6P和UP时的情况%其分析结果见表.&表5!混凝土柱高改变时的分析结果混凝土柱高B!P跨中挠度’!P P柱顶侧移$!P P水平推力2!X4跨中弯矩=9!"X4#P$柱底弯矩=B!"X4#P$U 60V/-/035-S00-00.-3S6-VV1-/5S V-0V V3-33S/-5513-1!!从表.中可以看出%混凝土柱高B越大%柱顶侧移$也越大%说明随着混凝土柱高的增加%导致混凝土柱的刚度下降%对钢梁拱脚的水平位移约束也随之下降%导致水平推力2的释放%钢梁拱的作用受到削弱%进一步导致跨中挠度’和跨中弯矩=9的增大&当然%柱底弯矩=B这时会减小%因为水平推力2减小了&可见%这类结构的柱高不宜太大%否则柱子的刚度不能够保证钢梁拱的作用有效发挥%跨中挠度和跨中弯矩都较大%这是比较不利的情况&676!混凝土柱截面尺寸为了解混凝土柱截面尺寸对典型结构性能的影响%分析了混凝土柱截面尺寸为6//P P]3//P P和0///P P]3//P P时的情况%其分析结果见表5&表6!混凝土柱截面尺寸改变时的分析结果混凝土柱截面尺寸!P P跨中挠度’!P P柱顶侧移$!P P水平推力2!X4跨中弯矩=9!"X4#P$柱底弯矩=B!"X4#P$6//]3// 0///]3//0V/-/0.5-/00-0S-5S6-V0U0-55S V-0550-.3S/-5S U1-U!!从表5中可以看出%混凝土柱截面尺寸越大%柱顶侧移$就越小%说明随着混凝土柱截面尺寸的增加%混凝土柱的刚度变大%对钢梁拱脚的水平位移约束也随之增强%导致钢梁拱的作用加大%使得跨中挠度’和跨中弯矩=9变小&这时柱底弯矩=B会大大增加%因为水平推力2大大提高了&虽然增大混凝土柱的截面尺寸可以提高柱子的刚度%对增强钢梁拱的作用是有利的%但是片面增大混凝土柱的截面尺寸也是不合理的%会使得柱底弯矩增加很快%加大基础受力%提高基础造价%这是不利的方面&678!钢梁截面尺寸为了解钢梁截面尺寸对典型结构性能的影响%又分析了钢梁截面尺寸为"1//%13/$P P].3/P P]UP P]0.P P时的情况%其分析结果见表V&表8!钢梁截面尺寸改变时的分析结果钢梁截面尺寸!P P跨中挠度’!P P柱顶侧移$!P P水平推力2!X4跨中弯矩=9!"X4#P$柱底弯矩=B!"X4#P$1//].3/]U]0.13/].3/]U]0.0V/-/0..-600-0S-1S6-V6U-V5S V-0V/U-03S/-5306-3!!从表V中可以看出%钢梁截面尺寸越大%柱顶侧移$’水平推力2和跨中挠度’都越小%而跨中弯矩=9变化不大&由于钢梁截面尺寸变化会引起梁柱刚度比值变化%因此柱底弯矩=B会变小&可见%对这类结构加大梁高比加大柱截面高度更为有效%且结构性能更为合理&67=!结构跨度为了解结构跨度:对典型结构性能的影响%分析了结构跨度:为.0%.V%.1%5/P时的情况%其分析结果见表3&表=!结构跨度改变时的分析结果结构跨度:!P跨中挠度’!P P柱顶侧移$!P P水平推力2!X4跨中弯矩=9!"X4#P$柱底弯矩=B!"X4#P$.0.V.15/65-60V/-/.0S-15.6-31-U00-003-V./-3U1-1S6-V05U-306.-U5/S-15S V-0V6U-5363-SV/U-53S/-560S-00/S3-S!!从表3中可以看出%结构跨度:对这类结构的影响非常显著&结构跨度:从.VP减小到.0P时%"下转第53页$工程设计由于激振干扰力频率远大于结构体系的低阶频率#并且由功率谱密度曲线可发现#结构在0V-6H9左右处出现特别大的响应#这说明结构产生如此大的振动主要是因为压缩机的干扰力导致钢平台产生了受迫振动#结构的振动频率与干扰力频率一致$另一方面#干扰力频率大于结构体系的低阶频率也会导致真空压缩机从启动到正常运转时经过结构的低阶自振频率#使得结构会发生振动耦合甚至达到共振#从而产生大的振动响应$@!结!论通过以上现场实测数据和计算分析#对该厂房钢结构平台现有状况进行评估#得到以下几点结论% 0"钢平台在机器设备运行过程中产生的振动过大#超过人体舒适度的要求$."通过频谱分析结合结构分析软件计算#得出产生不良振动的主要原因是压缩机正常运转时钢平台产生了与机器干扰力频率相一致的受迫振动#从而导致了过大的结构动力响应$另一方面#压缩机从启动到正常运转这一过程中#必然会经过结构的低阶自振频率#在这期间也会使结构产生大的振动响应$对钢平台进行加固#可增大水平及竖向刚度#减小振动响应#但这样会增加用钢量$较理想的方法是对机器设备采取隔振措施#如采用弹簧垫#可有效吸收设备的振动能量$5"由于钢平台的竖杆采用胀锚螺栓固定在钢筋混凝土梁下#此种连接方式属于铰接节点#抗弯刚度较小$另一方面#胀锚螺栓在振动情况下容易造成基层松动#从而引起螺栓的脱落#这对平台钢结构和钢筋混凝土框架结构的安全性和耐久性都会造成非常不利的影响#应换用化学锚栓$动力检测及分析方法在各种振动对周围建筑物环境影响的研究中得到了广泛的应用#这种方法快速&简便#能较为准确地获取结构动力特性的大量信息#对结构诊断评估有着重要的使用价值$此外#有动力机器的厂房平台结构设计时应考虑动力荷载对结构的影响#必要时进行动力分析#事先采取相应的隔振措施$参考文献’0(!刘超英-机器振动对厂房结构影响的检测及分析’‘(-安全与环境学报#.//V#V!0"%V/N V.-’.(!应怀樵-波形和频谱分析与随机数据处理’Z(-北京%中国铁道出版社#0S S3-’5(!何新峰-空气压缩机振动的测试分析’‘(-压缩机技术#0S S U !0"%.V N.1-’V(!尤祥胜-往复式空气压缩机振动故障诊断’‘(-压缩机技术# .//U!V"%0S N.5-’3(!‘_‘S S Y S6!高层民用建筑钢结构技术规程’!(-’U(!_>3//V/Y S U!动力机器基础设计规范’!(’1(!罗永峰#周喜#遇瑞-某风冷钢平台结构动力特性分析’‘(-结构工程师#.//U#..!U"%5V N5U-’6(!张玉奎#常好诵#杨建平#等-某高炉煤气处理系统结构检测及计算分析’‘(-钢结构#.//S#.V!0."%#################################################3.N3U-!上接第.6页"各项参数都大大降低)结构跨度:从.V P增加到.1P时#各项参数都大大提高$当结构跨度:达到5/P#跨中挠度’和跨中弯矩=9都非常大#柱底弯矩=B也大大增加$可见#这类结构的跨度不宜太大#否则结构的性能会迅速变差$建议此类结构跨度不宜超过.VP$8!结!语通过对混凝土柱N钢梁混合结构受力性能的计算和分析#得到以下结论%0"坡度越大#跨中挠度和跨中弯矩就越小#柱顶侧移&水平推力和柱底弯矩也越大#建议坡度9不要太小#可控制在0*0/或0*0.以上)."混凝土柱高越大#混凝土柱的刚度将下降#钢梁拱的作用会受到削弱#建议结构的高度不要太大)5"对此类结构加大梁高比加大柱截面高度更为有效#且结构受力也更为合理)V"结构跨度对这类结构的影响非常显著#跨度不宜太大#否则结构的受力性能会迅速变差$建议此类结构的跨度不宜超过.VP$参考文献’0(!魏潮文#陈友泉-混凝土柱上轻钢屋盖两铰直线拱的设计’‘(d建筑结构#.//U#53!."%50N55-’.(!李文英-对混凝土柱加人字形钢梁结构设计常见争议的见解与处理’‘(-广东土木与建筑#.//1!V"%S N0/-’5(!===-&X&X-&)?-混凝土柱上加钢梁的相关问题探讨’‘(-工业建筑#.//U#5U!00"%0.5N0.V-’V(!蔡益燕#陈友泉-混凝土柱顶上斜梁拱的设计与施工问题’‘(d 钢结构#.//S#.V!0/"%5.N53-沈之容!等"某悬挂钢结构平台振动检测及分析。
钢-混凝土组合梁中的抗剪连接件设计
钢-混凝土组合梁中的抗剪连接件摘要本文简单介绍了钢—混凝土组合梁结构组合作用的机理，列举了抗剪连接件的分类，介绍了抗剪连接的试验方法和破坏形态以及一般的构造要求，着重介绍了栓钉连接的特点，受力分析并列举了诸多国家规范中规定的栓钉承载力计算和设计方法，并介绍其构造要求，最后简单介绍两种较为新型的抗剪连接件。
关键字：钢—混凝土组合梁；抗剪连接件；栓钉；抗剪承载力1．绪论钢—混凝土组合结构是指由钢和混凝土两种材料组成，在荷载作用下具有整体作用，在钢结构和混凝土结构基础上发展起来的一种新型结构。
其与木结构、砌体结构、钢筋混凝土结构和钢结构并列，已经扩展成为第五大结构（组合结构）。
它是通过连接件把钢梁和混凝土板连接成整体而共同工作的构件：在荷载作用下，混凝土板受压而钢梁受拉。
它充分发挥钢材和混凝土二种材料的优点：同混凝土结构相比，可以减轻自重，减小构件截面尺寸，减轻地震作用；同钢结构相比，可以减少用钢量，降低结构造价，增加结构的稳定性，增强结构的防火性和耐久性。
故因其兼有钢结构施工速度快和混凝土结构刚度大、造价低的优点，虽然在我国发展起步较晚，但近几年来取得了不少成就，在多层工业厂房、高层建筑、桥梁结构等方面都已经得到了较好的应用，取得了良好的经济效益和社会效益。
钢—混凝土组合构件目前的主要形式有：钢—混凝土组合梁、型钢混凝土组合结构、钢管混凝土组合结构、外包钢混凝土结构及压型钢板混凝土组合楼板等。
当然，随着建筑材料、设计理论和设计方法的不断发展，也出现了钢-混凝土组合框架结构、框架-核心筒混合结构等一系列新型的结构形式。
然而，在组合结构中抗剪连接是一个重要特征，抗剪连接件是将钢梁与混凝土板组合在一起共同工作的关键部件。
故本文将在钢—混凝土组合梁中的抗剪连接方面进行一些探讨。
2．钢-混凝土组合梁中的抗剪连接2.1 组合结构的组合作用组合结构的优越性在于结合了混凝土和钢材两种材料的的良好性能，充分利用材料和截面特性。
钢-混凝土组合结构设计理论及应用
钢-混凝土组合结构设计理论及应用摘要：本文对钢—混凝土组合结构及其设计基本要求进行阐述,从理论层面具体分析了钢-混凝土组合结构设计中特别需要注重的问题，并以某工程为例从节点设计角度探讨了钢-混凝土组合结构设计的应用。
关键词：钢-混凝土组合结构；设计；应用；节点设计Abstract: in this paper, the steel - concrete composite structure and elaborates the design basic requirements, specific analysis from theoretical aspects in the design of the steel - concrete composite structure special need to pay attention to the problem, taking a project as an example from the node design Angle discusses the application of steel - concrete composite structure design.Keywords: steel - concrete composite structure; Design; Applications; Node design一、钢-混凝土组合结构及其设计的基本要求 由两种或两种以上性质不同的材料组合成整体，共同受力、协调变形的结构，称其为组合结构。
钢-混凝土组合结构是在钢结构和钢筋混凝土结构基础上发展起来的一种新型结构，是专指型钢或用钢板焊接成的钢骨架，与混凝土形成一体的结构，是继传统的木结构、砌体结构、钢结构和钢筋混凝土结构之后的第5大结构体系。
这种组合结构体系，主要有压型钢板组合板、组合梁、型钢混凝土、钢管混凝土和外包钢混凝土等5种类型。
钢-混凝土连续组合梁的设计方法
钢 -混凝土连续组合梁的设计方法摘要：钢、混凝土等材料的应用极为广泛，将两者结合的施工技术也不在少数，尤其是近些年被广泛应用的钢-混凝土连续组合梁更是得到广大群众的认可以及岗位设计人员和施工人员的青睐，在其应用的过程中，对提高工程的整体质量以及性能也有着不可忽视的作用。
关键词：钢-混凝土；连续组合梁；设计方法前言钢-混凝土连续组合梁设计是否合理直接影响到工程的后期施工能否顺利进行，甚至会影响到使用情况。
因此，本文则主要对钢-混凝土连续组合梁的设计方法进行全面的分析，为推进工程行业的发展提供一定的帮助。
1钢-混凝土连续组合梁的负弯矩区设计分析在钢-混凝土技术飞速发展中，对推动社会发着也有着不可忽视的作用，尤其是近些年钢-混凝土连续组合梁被广泛应用到很多领域中，也将其作用和优势充分发挥出来。
当然，钢-混凝土连续组合梁运用的过程中，应重视其设计环节，结合工程的实际情况进行合理的设计，保证其设计的合理性、有效性[1]。
负弯矩区是钢-混凝土连续组合梁设计重点环节，而且，其设计是否合理也将直接影响到连续组合梁的控制水平，因此，在对负弯矩区进行设计过程中，应将其与工程实际结合保证其设计符合实际需求。
首先，在设计中需要考虑负弯矩区混凝土板的宽度，通常有效宽度不能大于正弯矩区，可在保证设计质量的基础上对其进行简化设计，如，有效宽度的设计可以采用与跨中相同的宽度，这样的设计可使得其宽度内的混凝土板中的纵向配筋与钢梁之间形成组合截面，并且在其组合共同作用下，可增强钢-混凝土连续组合梁的性能。
此外，在钢-混凝土连续组合梁负弯矩区设计的过程中，应充分考虑到设计过程中的几方面影响因素，如，钢梁的屈服强度、局部屈曲、极限强度、截面形式；组合梁的侧扭屈曲；混凝土板中的所涉及到的钢筋配筋率、延性；组合梁的荷载类型、受力体系、截面形式等因素，都直接影响到负弯矩区的转动能力。
因此，设计人员在对其设计的过程中，应充分考虑以上所提到的各项影响因素，同时应综合工程要求以及现场施工情况等对其进行合理的设计，进而保证设计的合理性、有效性。
浅议钢筋混凝土梁与钢-混凝土组合梁
浅议钢-混凝土组合梁与钢筋混凝土梁摘要：分析钢-混凝土组合梁与钢筋混凝土梁的设计和计算的异同，重点探讨钢-混凝土组合梁与钢筋混凝土梁的变形特点、裂缝、受弯承载力，在分析的基础上，加深对其的了解，从而知道钢-混凝土组合梁是组合结构中最常见的组合构件之一，是在钢结构和混凝土结构基础上发展起来的一种新型梁，它是由钢筋混凝土翼缘板，钢梁肋部和抗剪连接件组成的整体受力构件。
钢与混凝土组合梁结构充分利用了钢材受拉性能好和混凝土受压性能好的特点，是将两种材料通过连接件组合成整体而共同工作发挥作用的一种新型结构。
钢筋混凝土梁形式多种多样，是房屋建筑、桥梁建筑等工程结构中最基本的承重构件，应用范围极广。
关键词：钢-混凝土组合梁、钢筋混凝土梁、变形、受弯、裂缝前言：钢-混凝土组合梁是由钢梁、连接件和钢筋混凝土板组成，而钢筋混凝土梁是用钢筋混凝土材料制成的梁。
钢-混凝土组合梁的上翼缘有截面面积较大的钢筋混凝土板承受压力，致使钢梁上翼缘截面减小，从而节约钢材，钢梁下翼缘则承受拉力，这是组合梁的受力特点。
钢筋混凝土梁既可作成独立梁，也可与钢筋混凝土板组成整体的梁-板式楼盖，或与钢筋混凝土柱组成整体的单层或多层框架。
1、变形1.1钢-混凝土组合梁1.1.1 在荷载保持不变的情况下，由于混凝梁发生收缩徐变，组合梁的变形将不断增加。
1.1.2 混凝土的收缩徐变受到钢梁的约束，组合梁截面中将产生内力重分布，这种内力重分布也会对组合梁的长期变形产生影响[1]。
中国现行《钢结构设计规范))(G B50017，送审稿) [2] 和《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ025-86)[3]中均采用降低棍凝土弹性模量的方法来考虑混凝土收缩徐变对组合梁长期变形的影响，混凝土长期荷载作用下的有效弹性模量E为E =E/k式中：E为混凝土初始弹性模量;k为混凝土弹性模量折减系数。
文献[2] 提出考虑混凝土徐变影响时k取2.0；文献[3」认为只计混凝土徐变时k取2. 5，同时考虑混凝土收缩徐变时k取2.0。
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钢―混凝土混合结构组合梁设计探讨
摘要：本文阐述了钢-混凝土组合梁的应用、组成、形式及特点，基于特定条件下运用弹性理论设计经济效果好的优势，对其设计计算方法作了介绍和分析。
关键词：钢-混凝土组合结构;组合梁;设计
钢梁与混凝土翼板组合，并且因在钢梁上设置了抗剪连接件，使钢梁与混凝土翼板得以共同承受外力，较之单独工作的钢梁或钢筋混凝土梁承载能力显著提高，这种结构就称之为钢-混凝土混合结构组合梁（简称钢-混凝土组合梁）或钢与混凝土组合梁。
据介绍[1]，与独立钢梁比较，钢-混凝土组合梁可节省钢材20%～40%，相应地降低造价10%～30%;与钢筋混凝土梁比较，钢-混凝土组合梁施工更便捷，不仅可节省模板和支撑工序，还可缩短工期，方便安装管线。
由于钢-混凝土组合梁优势明显，因而在工民建工程项目中获得广泛应用。
然而我国大规模应用钢-混凝土组合梁主要发生在最近20余年时间里，随着《钢结构设计规范》（GBJ 17-88）和《钢结构设计规范》（GB 50017-2003）对钢-混凝土组合梁的规范和完善，钢-混凝土组合梁设计方法得以推广和应用[2]。
为了更好地开展钢-混凝土组合梁设计工作，本文对相关问题进行了探讨。
1钢-混凝土组合梁的组成、形式及特点
钢-混凝土组合梁由混凝土翼板、钢梁、抗剪连接件及板托所组成。
混凝土翼板主要承担受压翼缘作用，在组合梁负弯矩区工作，GB 50017-2003第11.1.2条规定了翼板有效宽
度的计算方法，而实际翼板宽度大得多，在有效宽度范围内应力分布被认为是均匀的。
钢梁大部分处于组合梁的受拉区，主要承受拉力和剪力，在弯矩作用下上翼缘比下翼缘受力小，所以通常上翼缘截面设计的更小一些，以节省钢材。
钢梁截面有工字形、槽钢形、箱形、蜂窝形、钢桁架等多种形式。
抗剪连接件是为了确保钢梁与混凝土翼板共同工作的关键
构件，以限制钢梁与混凝土翼板之间相对滑移和抵抗使两者产生分离的“揭拉力”。
抗剪连接件常用形式有栓钉、槽钢
和弯筋三种。
GB 50017-2003第11.3节给出了这三种连接件
的计算方法。
栓钉不需考虑方向，但槽钢翼缘肢尖应指向水平剪力方向，弯筋倾角方向应顺着受力方向。
板托的作用是增加梁高，节省钢材，但也增加了施工支模的工作量，然而设置板托的好处超过了不足，一般情况下应予设置，但在梁截面计算时可不考虑板托作用。
按照受力特点，组合梁分简支组合梁和连续组合梁两种形式，由于连续组合梁中间支座负弯矩区构造较为复杂，所以受力状况比简支组合梁复杂，GBJ 17-88只列入了简支组合梁设计内容，直到GB
50017-2003才补充了连续组合梁负弯矩区的计算内容。
从钢
梁与混凝土翼板接触面的滑移大小，组合梁分为完全抗剪连接和部分抗剪连接，剪力连接程度降低虽会导致组合梁跨中挠度增加，但部分抗剪连接可有效节省造价[3]。
2钢-混凝土组合梁的设计
组合梁截面应力的计算可分别采用塑性理论和弹性理
论两种方法进行计算，由于GB 50017-2003推荐塑性理论计算方法，不少结构设计人员往往忽视了弹性理论的应用，事实上在特定条件下运用弹性理论设计具有更好的经济效果。
根据相关研究[4]，在钢截面高度受限制情况下，采用塑性理论设计比非组合梁经济性好，但是在组合梁跨度不大的情况下，采用弹性理论设计比塑性理论设计经济效果更好，例如楼面跨度在9～15m时，弹性理论设计方案比塑性理论设计方案可节省用钢量7.5%～28%。
这是因为组合梁跨度较小时，塑性理论设计方案由于要兼顾宽厚比，梁截面难以设计得太小，导致其刚度和承载力的浪费，但弹性理论设计方案梁截面可以设计得更轻薄，通过增加钢梁高度获得更大的抗弯性能和刚度，所以两者经济效果就有明显差异。
2.1截面几何特性
组合梁按弹性理论计算时，其截面不考虑塑性铰出现，钢梁受压翼缘的宽厚比可按GB 50017-2003第4.3.8条的公式进行计算。
由于钢梁和混凝土被看作两种不同的弹性材料，计算组合梁的截面几何特性时需将两种材料换算为等效的
一种材料。
截面换算时，假定混凝土板厚不变，混凝土截面重心沿截面高度方向也不变，则按荷载短期效应设计的等效宽度为;若按荷载长期效应进行设计，考虑到混凝土徐变的影响，混凝土板内的应力将会下降，钢梁内的压力亦会增加，故将等效宽度调整为。
其中为混凝土翼板的有效宽度，可按GB 50017-2003第11.1.2条公式计算，为钢与混凝土弹性模
量之比。
计算荷载短期效应的截面特性，当弹性中和轴位于钢梁内时，换算为钢的组合截面，有，式中、分别为混凝土和钢梁的截面积。
如果弹性中和轴位于混凝土板内，以弹性中和轴至混凝土板顶的距离代替，得到。
换算为混凝土的组合截面，并且弹性中和轴位于钢梁内时，有;弹性中和轴位于混凝土板内时，混凝土的组合截面积为。
考虑长期荷载效应时，可将等效宽度代替计算组合截面积。
2.2截面设计计算
2.2.1施工阶段
采用弹性理论进行组合梁设计，需要分别进行施工阶段和使用阶段的计算。
在施工阶段，组合梁上的全部荷载都需要由钢梁承担，所以计算内容也就是钢梁的强度和稳定性计算。
钢梁截面正应力与剪应力可按GB 50017-2003第4.1.1和4.1.2条公式计算，其中正应力如图1（a）所示。
变形验算，可按计算挠度，其中为施工恒载与施工活载产生的均布荷载，为钢梁跨度，为钢的弹模，钢梁截面惯性积，为构件允许挠
度。
2.2.2使用阶段
使用阶段，钢梁和混凝土翼板共同承担组合梁上的荷载，所以需按组合截面进行计算。
再将两阶段的应力叠加，就得到组合梁所受应力。
考虑短期效应组合，可得到以下正应力公式：、、、，其中正应力如图1（b）所示。
式中、分别为组合梁中的钢梁上、下翼缘正应力;、分别为组合梁中的混凝土翼板顶面、底面正应力;、分别为施工阶段、使用阶段荷载产生的弯矩;、分别
为钢梁截面对上、下翼缘的截面模量;、分别为组合梁换算为钢的组合截面后对钢梁上、下翼缘的截面模量;、分别为组合梁换算为混凝土的组合截面后对混凝土顶面、底面的截面模量;、分别为钢、混凝土的强度设计值。
考虑长期效应组合，可得到以下正应力公式：，其中正
应力如图1（c）所示。
式中、分别为考虑混凝土徐变后组合梁中的钢梁上、下翼缘正应力;、分别为考虑混凝土徐变后组合梁中的混凝土翼板顶面、底面正应力;、分别为使用阶段恒载、活载产生的弯矩;、分别为考虑混凝土徐变后组合梁换算为混凝土的组合截面后对混凝土顶面、底面的截面模量;其他符号意义同前。
剪应力也按两阶段进行叠加，短期效应组合的计算公式为。
式中为施工阶段恒载产生的剪力;、分别为使用阶段恒载、
活载产生的剪力;、分别为钢梁
惯性矩、组合截面惯性矩;、分别为组合梁中在剪应力计算点以上部分对钢截面、换算截面中和轴的面积矩;为钢梁腹板厚度;为钢抗剪强度设计值。
钢与混凝土线膨胀系数相差不大，一般在建筑内部的混合梁结构，温度应力可忽略，但室外环境中因混凝土传热性比钢差得多，这个时候需要考虑温度应力影响，必要时还应采取保温隔热措施。
组合梁挠度可按进行计算，其中、分别为换算为钢的组合截面惯性积和考虑恒载长期作用的组合截面惯性积;其他符号意义同前。
3 结语
钢-混凝土组合梁在我国大量应用的时间还不太久，一般理解主要承受动负荷的组合梁才适宜采用弹性理论进行分析，但实际上特定条件下不以动负荷为主的场合，运用弹性理论也具有经济效果好的优势，所以笔者撰此文希望设计人员开拓视野，运用好各种设计理论和方法。
参考文献：
[1]白崇平.钢与混凝土组合梁连接件的设计探讨[J].钢结构，2009，24（6）：15-17.
[2]陈敬.钢与混凝土组合梁的挠度计算公式分析[J].山西建筑，2011，37（5）：51-52.
[3]黄强.考虑滑移效应的钢-混凝土组合梁非线性有限元分析[J].浙江建筑，2014，31（5）：20-23.
[4]唐潮.钢-混凝土简支组合梁的设计方法及其经济性分析[J].钢结构，2013，28（11）：49-53，75.。