钢_混凝土组合结构的研究与应用
1研究的目的和意义
钢板有很高的强度，从强度的角度可以在构件中使用很薄的钢板，但在压力作用下钢板的抗屈曲能力相对较弱，往往要使用大量的加劲肋，否则钢板强度不能充分发挥，影响钢结构的经济性。混凝土的抗压性能较好，而抗拉性能很差。组合结构是将不同的材料按最佳几何构造布置，使每种材料因所放的特定位置而发挥各自的特点。钢一混凝土组合梁和钢管混凝土结构是钢与混凝土组合工作的两个典型示例。
2钢-混凝土组合结构的研究现状
钢-混凝土组合梁的发展大致可分为以下三个发展阶段。
2.1创始阶段
组合梁大约出现于20世纪20年代，当时在钢梁外包混凝土主要是考虑防火要求，并未考虑两者的组合工作效应。随后出现了在钢梁与覆盖的混凝土之间加入各种连接件的构造方法。1926年J.Kahn获
钢-混凝土组合结构的研究与
应用
王海艳
（河北省交通规划设计院，河北石家庄050011）
摘要：钢-混凝土组合结构是由钢和混凝土两种材料组合而成的结构。由于钢材的抗拉性能较好但受压稳定性较差，混凝土的抗压性能较好而受拉性能很差，两种结构的组合可以更好地发挥各自的性能，使组合结构的承载能力更高。
关键词：组合梁；钢管混凝土；叠合梁
中图分类号：U414文献标识码：A文章编号：1002-4786（2011）10-0094-03
DOI：10.3869/j.issn.1002-4786.2011.10.033
Study and Application of Steel-Concrete Composite Structure
WANG Hai-yan
（Traffic Planning and Design Institute of Hebei Province,Shijiazhuang050011,China）
Abstract:Steel-concrete composite structure is combined by steel and concrete.The advantage of the steel is tensile strength,but its compressive stability is relatively low.Whereas concrete is strong in compression,but weak in tension.If the two substances are combined,the bearing capacity of steel-concrete composite structure is higher.
Key words:composite beam;concrete filled steel tube;superposed beam
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基金项目：西部交通建设科技项目（2007-318-220-10）
作者简介：杜小冰（1978—），女，北京人，工程师，主要从事公路交通环保与路域生态学研究。
收稿日期：2010-09-26
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图3钢梁剪力键
得组合梁结构的专利权。
2.2推广应用阶段
从20世纪40年代到60年代，对组合梁有了深
入、细致、全面的研究和应用，所有技术先进的国家，如美国、英国、德国、加拿大及前苏联等国都制定了有关组合梁的设计规范或规程。最早的组合梁规范大都属于桥梁结构的，美国颁布于1944年，德国颁布于1945年。前苏联第一座组合公路桥建于
1944年，日本第一座组合公路桥建于1955年，在此阶段组合梁的设计理论也逐步完善，大致在20世纪60年代以前，基本上按弹性理论进行分析，60年代
以后逐步转为按塑性理论分析。
2.3全面发展阶段
20世纪70年代一些主要产钢国家钢结构一直处于各类结构的领先地位。从70年代开始，组合结构
的发展几乎日趋赶上钢结构，且在一定领域能代替钢结构和钢筋混凝土结构。各国高层结构中有20%采用了压型钢板组合楼盖，包括组合梁。组合梁在我国的应用起步于20世纪50年代，也是从桥梁结构开始的，对高强混凝土组合梁等展开了试验和理论分析的研究工作。工程实践表明，推广应用钢一混凝土组合梁符合我国基本建设的国情，不断进行技术创新，开发新型组合梁，仍是我国组合梁研究和发展的方向之一。
钢管混凝土的应用始于1879年英国的赛文铁路桥桥墩，当时在桥墩钢管内填充混凝土主要是为防止钢管的锈蚀并承受压力，随后钢管混凝土被用作工业厂房的结构柱。目前，圆钢管混凝土结构已在高层建筑、大跨度建筑和桥梁工程结构中得到广泛应用，并取得良好的经济效益和社会效益，方形、矩形钢管混凝土结构的研究和应用也逐渐受到重视，我国典型的钢管混凝土拱桥———菜园坝大桥如图1所示。
3各种形式组合梁优缺点的比较3.1钢-混凝土叠合梁
由外露的钢梁与混凝土桥面板形成的组合结构，通过在混凝土板和钢梁接触面间设置剪力键来抵抗混凝土和钢梁接触面处的滑移以保证两种材料能协同工作，共同受力，共同变形。叠合梁截面如图2所示。
这种结构已经应用于我国城市立交桥的主体结构。关于这种形式的钢-组合梁的设计和施工要注意以下几点：
a ）要使用大量的抗剪连接件以保障组合梁共同
工作，钢与混凝土交接面难免产生滑移和竖向掀起，这是设计、施工和使用中都不容忽视的问题，剪力键构造形式如图3所示；
b ）支座附近往往要加厚钢梁腹板或使用大量加
劲肋防止腹板受剪局部屈曲；
c ）截面的横向稳定性较差，钢梁和混凝土板的
抗扭能力极不平衡，钢梁的抗扭能力得不到充分利用；
d ）
组合梁的抗弯能力及截面刚度比原有钢梁大
有提高是以承受正弯矩为前提的，在承受负弯矩时，由于钢筋混凝土翼板过早开裂，截面的抗弯能力和截面刚度没有明显提高，因此组合截面的连续
梁其截面的承载能力与连续梁的弯矩分布不相适
图1
钢管混凝土拱桥
图2
叠合梁梁截面
混凝土桥面板
剪力键
钢梁
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应，造成中间支座截面强度薄弱，而跨中截面则强度有余；
e）连续组合梁中支座附近承受的负弯矩使混凝土翼板开裂，因而混凝土翼板对中间支座截面抗剪贡献不大，设计中往往忽略混凝土翼板的抗剪强度，而只计算钢梁的抗剪能力；
f）多跨连续组合梁中间支座同时承受较大的负弯矩和剪力，甚至可能出现某一跨全跨承受负弯矩，需要考虑中间支座附近翼板和腹板的局部屈曲及钢梁的整体稳定问题。
因此，在连续组合梁中支座附近腹板要使用大量的竖向和水平向的加劲肋，翼板要用很厚的钢板，以防止连续梁支座处腹板和下翼板的局部屈曲。为提高腹板和下翼板抗局部屈曲能力，也有在钢梁腹部浇灌混凝土。
3.2钢管混凝土结构
钢管混凝土结构是将混凝土注入封闭的薄壁钢管内形成的组合结构，它是在劲性混凝土结构、螺旋箍筋混凝土结构及钢结构基础上演变和发展起来的一种组合结构，其利用钢和混凝土两种材料在受力过程中的相互制约，使其具有高刚度、高强度、高延性和较大的能量吸收能力、高抗冲击能力等工作性能。其主要优点表现在以下几个方面：
a）承载能力高钢管中注入混凝土形成钢管混凝土构件，钢管与混凝土相互弥补彼此的弱点，充分发挥各自的长处，使钢管混凝土的承载力大大高于二者单独承受荷载时的承载能力之和；
b）塑性和韧性好混凝土在钢管的有效约束下，改善了混凝土延性差、脆性大的弱点，而钢管由于有内填混凝土的约束，内屈受到限制，大大提高了其局部稳定性，因而，使钢管混凝土结构具有塑性和韧性好的特点，具有良好的抗震性能；
c）经济效果好大量工程实例表明，在结构的受压杆件中，采用钢管混凝土结构替代钢结构，可节约钢材50%左右，若替代钢筋混凝土结构，则在用钢量大体相同的情况下可减小柱截面积50%左右，相应节约大量混凝土和增加使用空间；
d）施工方便与钢筋混凝土结构相比，钢管混凝土柱不需要模板支护，免去绑扎钢筋和拆模等工序，与钢柱相比，钢管混凝土结构零件少、焊缝短、加快了施工进度，且有较好的经济效益。
3.3钢箱-混凝土组合梁
钢箱-混凝土组合梁由钢箱梁和箱室中部分充填的混凝土构成，即在正弯矩较大的跨中区段钢箱的截面上部箱室、剪力较大的边支座附近以及负弯矩和剪力均较大的中支座附近的钢箱中充填混凝土。从材料的角度，钢箱-混凝土组合梁是方钢管混凝土与钢材组合的一种新型钢-混凝土组合梁，从结构体系的角度，钢箱-混凝土组合梁是混凝土拱与钢箱梁组合的一种新型梁拱叠合体系梁。由于梁在荷载作用下受压和受剪大的区段钢箱壁的内屈受到内填混凝土限制，结构局部屈曲强度大大提高，可更大限度地发挥钢材强度，而混凝土主要充填在梁的受压区，又受钢箱壁约束，力学性能得到改善，也更能充分发挥其抗压性能较好的长处。因而，钢箱混凝土组合梁同样具有传统组合梁强度高、刚度大、抗震性能好、施工方便等优点，在以下方面还改进了传统钢一混凝土组合梁的一些不足：a）混凝土内填于钢箱中，使箱壁钢板内屈受到限制，局部稳定性得到提高，混凝土受到钢箱壁约束，受力性能也得到改善；
b）在支座附近一方面混凝土参与承受部分剪力，提高了梁的抗剪能力，另一方面钢箱腹板向内屈曲受混凝土限制，其局部稳定性明显提高，可大大减少腹板加劲肋的布置；
c）可以改善支座区腹板局部屈曲性能，腹板发生剪切屈曲后在腹板上除了出现斜拉钢杆还有混凝土斜压杆，在腹板上形成X支撑，使组合梁在支座附近的抗剪能力大大提高；
d）在连续组合梁中，在中支座附近存在大的负弯矩和剪力，更能发挥内填混凝土的作用。混凝土的存在本身可以参与抵抗弯矩和剪力，此外还大大提高钢箱腹板和下翼缘的局部稳定性以及梁的整体稳定性，其截面承载能力更符合连续梁的内力分布特点；
e）钢箱-混凝土梁抗扭刚度和横向刚度大为提高，可大大提高结构的抗扭能力和横向稳定性。
与钢筋混凝土梁相比，钢箱-混凝土组合梁具有自重轻、承载能力大、刚度高，且施工方便，避免了钢筋混凝土梁正常使用状态下带裂缝的缺陷。4结论
钢-混凝土结构的研究刚刚起步，初步的研究成果表明该类组合结构具有良好的受力性能，也为实际设计和推广应用提供了初步的理论参考和指导
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随着岩溶地区大规模高等级公路和桥梁的建设，岩溶地区桥梁桩基的设计和施工方法研究已成为我国基桩研究的一个发展方
向，但至今对岩溶地区桥梁桩基
的设计和施工方法等进行较系统
和深入的研究甚少。本文对溶洞
区桥梁基础施工技术进行研究，
可为溶洞区桥梁基础施工方案提李建东
（中铁十一局集团第一工程有限公司，湖北襄樊441104）
摘要：对岩溶区桩基施工技术中的钻孔灌注桩施工和人工挖孔灌注桩施工的施工工艺和技术进行研究，并针对常见的漏浆、坍塌、卡钻、孤石等问题，提出若干既能解决工程实际问题又较经济合理的岩溶区桥梁桩基的处治方法，可供类似工程参考。
关键词：岩溶区；桥梁基础施工；钻孔灌注桩
中图分类号：U443.1文献标识码：A文章编号：1002-4786（2011）10-0097-03
DOI：10.3869/j.issn.1002-4786.2011.10.034
Karst Cave Construction Technology of Bridge Foundation
LI Jian-dong
(1st Engineering Co.,Ltd.,China Railway11th Bureau Group,Xiangfan441104,China)
Abstract:The paper studied technology and technique of bored pile construction and manual digging con-struction of pile foundation in karst areas,and proposed both economical and reasonable ways to dispose the bridge pile foundation in karst areas for the common problems such as slurry leakage,collapse,sticking,boulders. These ways have some reference to similar project.
Key words:karst area;bridge foundation construction;bored pile
溶洞区桥梁基础施工技术研究
作用。鉴于研究对象的复杂性，笔者认为需要进一步研究的问题主要有以下几个方面：
a）对于叠合梁形式的组合梁如何能更好的提高混凝土和钢板接触面的连接强度，以保证钢和混凝土的协同工作是一个很关键的问题；
b）钢管混凝土的施工工艺还值得深入研究，钢管作为一个封闭的腔体，必须要保证钢管内混凝土的密实度，如果混凝土填充不密实，在承受高压作用下容易局部失稳，造成严重事故；
c）预应力钢箱一混凝土结构研究，研究钢箱一混凝土结构施加预应力的方式和施加预应力后的结构性。
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钢混凝土组合梁的构造要求
11.2.1组合梁截面高度不宜超过钢梁截面高度的2.5倍；混凝土板托高度`h_(c2)`不宜超过翼板厚度`h_(c1)`的1.倍；板托的顶面宽度不宜小于钢梁土翼缘宽度与`1.5h_(c2)`之和。11.5.2组合梁边梁混凝士翼板的构造应满足图11.5.2的要求。有板托时，伸出长度不宜小于`h_(c2)`；无板托时，应同时满足伸出钢梁中心线不小于I50mm、伸出钢梁翼缘边不小于50mm的要求。 图11.5.2边梁构造图 11.5.3连续组合梁在中间支座负弯矩区的上部纵向钢筋及分布钢筋，应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的规定设置。 11.5.4抗剪连接件的设置应符合以下规定: 1栓钉连接件钉头下表面或槽钢连接件上翼缘下表面高出翼板底部钢筋顶面不宜小于30mm； 2连接件沿梁跨度方向的最大间距不应大于混凝土翼板（包括板托）厚度的4倍，且不大于40Omm； 3连接件的外侧边缘与钢梁翼缘边缘之间的距离不应小于20mm； 4连接件的外侧边缘至混凝土翼板边缘间的距离不应小于100mm； 5连接件顶面的混凝土保护层厚度不应小于15mm。 11.5.5栓钉连接件除应满足本规范第11.5.4条要求外，尚应符合下列规定: 1当栓钉位置不正对钢梁腹板时，如钢梁上翼缘承受拉，则栓钉杆直径不应大于钢梁上翼缘厚度的1.5倍；如钢梁上翼缘不承受拉力，则栓钉杆直径不应大于钢梁上翼缘厚度的2.5
倍。 2栓钉长度不应小于其杆径的4倍。 3栓钉沿梁轴线方向的间距不应小于杆径的6倍；垂直于梁轴线方向的间距不应小于杆径的4倍。 4用压型钢板做底模的组合梁，栓钉杆直径不宜大于19mm,混凝土凸肋宽度不应小于栓钉杆直径的2.5倍；栓钉高度`h_d`应符合`(h_e+30)≤h_d≤(h_e+75)`的要求（图11.3.2）。11.5.6弯筋连接件除应符合本章第11.5.4条要求外，尚应满足以下规定:弯筋连接件宜采用直径不小于12mm的钢筋成对布置，用两条长度不小于4倍（I级钢筋）或5倍（II级钢筋）钢筋直径的侧焊缝焊接于钢梁翼缘上，其弯起角度一般为45。，弯折方向应与混凝土翼板对钢梁的水平剪力方向相同。在梁跨中纵向水平剪力方向变化的区段，必须在两个方向均设置弯起钢筋。从弯起点算起的钢筋长度不宜小于其直径的25倍（I级钢筋另加弯钩），其中水平段长度不宜小于其直径的10倍。弯筋连接件沿梁长度方向的间距不宜小于混凝土翼板（包括板托）厚度的0.7倍。 11.5.7槽钢连接件一般采用Q235钢，截面不宜大于[12.6。 11.5.8钢梁顶面不得涂刷油漆，在浇灌（或安装）混凝士翼板以前应清除铁锈、焊渣、冰层、积雪、泥土和其他杂物。
钢与混凝土组合结构的多种结构形式及其性能特点
钢与混凝土组合结构的多种结构形式及其性能特点 要：组合结构的使用已经广泛，其中钢与混凝土的组合结构是最为常见的结构形式，而且相当成熟，已经自成独立的结构体系。在我国，组合结构仍属新的结构形式，随着大量建筑物的兴建，组合结构作为新兴结构得到越来越广泛的采用，应用前景越来越好。所以，对钢与混凝土组合结构的结构形式及性能特点有一定的了解是很有必要的。本文就这些方面对不同的组合结构形式展开介绍。 关键词：钢与混凝土组合结构，结构概念，特点 Abstract: The composite structure has been used widely, then steel and concrete composite structure is the most common type and quite mature, so it has become the independent structure system. In our country, the combination of structure is still a new structure form with the construction of large number of buildings,combination structure, as an emerging structure, will more and more widely used, and the application prospect will be better. Therefore, the combination of steel and concrete struction of different structure form will be introduced. Keywords: steel and concrete composite structure ，design concept ，characteristics 1 概述 组合结构是指由两种以上性质不同的材料组合成整体，并能共同工作的构件。组合结构体系也将成为继传统的四大结构体系（钢结构、钢筋混凝土结构、木结构和砌体结构）以后的第五大结构体系。因此，对组合结构有一个基本的了解是必不可少的。而钢与混凝土组合结构是目前建筑业应用最为广泛的组合结构，在此，我们对钢与混凝土组合结构做一
钢一混凝土组合梁
钢-混凝土组合梁 钢-混凝土组合梁(以下简称组合梁)是在钢结构和混凝土结构基础上发展起来的一种新型梁，通常其肋部采用钢梁，翼板采用混凝土板，两者间用抗剪连接件或开孔钢板连成整体。抗剪连接件是钢梁与混凝土板共同工作的基础，它沿钢梁与混凝土板的交界面设置。两种材料按组合梁的形式结合在一起，可以避免各自的缺点，充分发挥两种材料的优势，形成强度高、刚度大、延性好的结构形式。近几年，钢-混凝土组合梁在我国的应用实践表明，它不仅可以很好地满足结构的功能要求，而且还具有良好的技术经济效益。 钢-混凝土组合梁的特点 钢-混凝土组合梁可以广泛的用于建筑结构和桥梁结构等领域。对比钢梁和钢筋混凝土梁，钢-混凝土组合梁具有以下主要特点： (1)由于混凝土板与钢梁共同工作，可以充分发挥钢材与混凝土材料各自材料特性；另外，钢-混凝土组合梁与钢板梁相比节省钢材约20％-40％，可以降低造价。 (2)增大梁的截面刚度，降低梁的截面高度和建筑高度。 (3)组合梁的混凝土受压翼板增加了梁的侧向刚度，防止了主梁在使用荷载下的扭曲失稳。 (4)降低冲击系数，抗冲击、抗疲劳和抗震性能好。 (5)可以节省施工支模工序和模板，有利于现场施工。 钢-混凝土组合梁发展 钢-混凝土组合梁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，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受弯构件。在荷载作用下，混凝土板受压而钢梁受拉，充分发挥钢材与混凝土的材料特性，实践表明，它兼顾钢结构和混凝土结构的优点，具有显著的技术经济效益和社会效益，将成为结构体系的重要发展方向之一，作为组合结构体系中重要的横向承重构件的钢-混凝土组合梁在建筑及桥梁结构等领域必将具有广阔的应用前景。其发展过程大致经历以下四个阶段： 1、20世纪20年代--30年代。萌芽阶段。 钢一混凝土组合梁的研究始于1922年，MackayMH在加拿大Domion桥梁公司进行了两根外包混凝土钢梁试验，同时英国国家物理实验室也进行了外包混凝土钢梁的试验，随后在30 年代中期出现了钢梁和混凝土翼板之间的多种抗剪连接构造方法，可以看到处于萌芽阶段的研究主要集中于考虑防火需要的外包混凝土钢梁及实用连接件的研究，而未考虑两者的组合工作效应，这一阶段探索性的研究为后续钢-混凝土组合梁的蓬勃发展奠定了一定的基础。 2、20世纪40年代～60年代。发展阶段 这一阶段是组合梁发展的第二阶段，在这一阶段，许多技术先进的国家对组合梁开展了比较深入的试验研究，对组合梁的分析基本上按照弹性理论进行分析，并制定了相关的设计规范和规程，使得组合梁的应用在科学指导下逐渐普及。 3、20世纪60年代～80年代，全面研究，实用阶段 由于钢-混凝土组合梁具有广泛的应用前景，组合梁的研究工作进一步得到深化，在总结以往研究和应用成果的基础上，进一步改进和完善了组合梁的有关设计规范或规程，组合结构的应用和发展逐步成熟，几乎日趋赶上钢结构的发展，并广泛重视，研究工作重点也由简支梁研究转而开始了连续梁的研究，由完全剪力连接转为部分剪力连接；由考虑允许应力设计方法转为考虑极限状态设计方法；由弹性理论分析转为塑性理论分析。
钢与混凝土组合结构
钢与混凝土组合结构 随着我国经济得快速发展,各种新得结构型式不断涌现。其中刚与混凝土组合结构越来越受到大家得重视,由于组合结构具有许多突出得优点,高层建筑与大型桥梁等建构筑物在我国各地大量兴建,各种型式组合结构逐渐被广泛应用。组合结构已经与钢结构、木结构、钢筋混凝土结构、砌体结构并称五大结构。组合结构主要包括压型钢板与混凝土组合板、组合梁、型钢混凝土结构、钢管混凝土结构等。一、压型钢板与混凝土组合板。压型钢板与混凝土组合板就是在压成各种形式得凹凸肋与中形式槽纹得钢板上浇注混凝土而制成得组合板,依靠凹凸肋及不同得槽纹使钢板与混凝土组合在一起。 压型钢板安琪在组合楼板中得作用可分为三类、第一类,以压型钢板作为楼板得主要承重构件,混凝土只就是作为楼板得面层以形成平整得表面及起到分布荷载得作用。第二类,压型钢板只作为混凝土得永久性模板,并作为施工时得操作平台。第三类,就是考虑组合作用得压型钢板混凝土组合结构。 其优点在于:１、节省大量木模板及其支撑。２、压型钢板非常轻便,因此堆放、运输及安装都非常方便。3、压型钢板在使用阶段,因其与混凝土得组合作用,还可代替受拉钢筋、４、组合楼板具有较大得刚度,省却许多受拉区混凝土,使组合楼板得自重减轻。5、便于铺设通信、电力、采暖等管线。6、压型钢板作为浇注混凝土得模板直接支撑于钢梁上,而且为各种作业提供了宽广得工作平台,大大加快了施工得进度,缩短了工期。7、压型钢板可直接作顶棚、8。与木模相比,压
型钢板组合楼板施工时,减小了发生火灾得可能性。 二、组合梁。将钢梁与混凝土板组合在一起形成组合梁。组合梁根据混凝土板与钢梁组合连接程度可分为完全剪切连接组合梁与部分剪切连接组合梁;两大类。 组合梁充分发挥了混凝土与钢材得有利性能,因此具有以下优点:1、混凝土板成为组合梁得一部分,比按非组合梁考虑,承载力显著提高。 2、比非组合梁得竖线刚度侧香刚度都明显提高。 3、混凝土与钢梁两种材料都能充分发挥各自得产出,受力合理,节约材料、４、明显得提高了钢梁得整体与局部得稳定性。5、降低梁高与房屋高度。6、大量节约钢材及降低整个工程造价。 三、型钢混凝土结构。型钢混凝土结构就是在混凝土中主要配置型钢,也有构造钢筋及少量受力钢筋。配钢得形式可分为实腹式型钢与空腹式型型钢两大类、实腹式配钢主要工字钢、槽钢、H型钢等。空腹式配钢就是由角钢构成得空间桁架式得骨架。 其优点在于:１、由于截面中配置了型钢,使构件承载力、刚度大大提高,因而大大减小了构件得断面尺寸,明显增加了房间得使用面积,也使房间中得设备、家具更好布置、2、由于梁截面高度得减小,增加房间净空,或降低了房屋得层高与总高。强度、刚度得显著提高,使其可以运用于大跨、重荷、高层、超高层建筑中。3、型钢混凝土结构不仅强度、刚度明显增加,而且延性获得很大得提高,从而成为一种抗震性能很好得结构,所以尤其适用于地震区。4、比起钢结构建筑,采用型钢混凝土不仅节省了大量得钢材,降低了造价,而且避免了钢结
钢_混凝土组合结构桥梁研究新进展_聂建国
第45卷第6期2012年6月 土木工程学报 CHINA CIVIL ENGINEERING JOURNAL Vol．45Jun．No．62012 基金项目：国家自然科学基金重点项目（51138007），清华大学自主科 研计划（20101081766） 作者简介：聂建国，博士，教授收稿日期：2010- 12-09钢-混凝土组合结构桥梁研究新进展 聂建国 1 陶慕轩 1 吴丽丽 2 聂鑫 1 李法雄 1 雷飞龙 1 （1．清华大学土木工程安全与耐久教育部重点实验室，北京100084； 2．中国矿业大学（北京），北京100083） 摘要：钢-混凝土组合结构桥梁近年来在我国得到了迅速的发展。在传统桥梁结构形式的基础上，发展多种新型组合结构桥梁形式，拓宽组合结构桥梁的应用领域。介绍近年来在钢-混凝土组合结构桥梁方面的最新研究进展，内容包括波形钢腹板组合梁桥、槽型钢-混凝土组合梁桥、钢-混凝土组合刚构桥、双重组合作用连续组合梁桥和大跨斜拉桥组合桥面系。通过对传统结构形式的改进和发展，可充分发挥组合结构桥梁的综合优势，研究结果表明，钢-混凝土组合结构桥梁具有广阔的推广应用前景。 关键词：钢-混凝土组合结构；桥梁；波形钢腹板；槽型组合梁；组合刚构桥；双重组合；组合桥面系中图分类号：U448．38 文献标识码：A 文章编号：1000- 131X （2012）06-0110-13Advances of research on steel-concrete composite bridges Nie Jianguo 1 Tao Muxuan 1 Wu Lili 2 Nie Xin 1 Li Faxiong 1 Lei Feilong 1 （1．Key Laboratory of Civil Engineering Safety and Durability of the Ministry of Education ，Tsinghua University ，Beijing 100084，China ； 2．China University of Mining ＆Technology ，Beijing ，Beijing 100083，China ） Abstract ：Steel-concrete composite bridges have been developed rapidly in recent years in China．Several new types of composite bridges have been developed on the basis of traditional structures to broaden the application area of composite bridges．In this paper ，some recent advances in research of steel-concrete composite bridges are summarized．The main research work involves composite girder bridges with corrugated steel webs ，channel-shaped steel-concrete composite girder bridges ，steel-concrete composite rigid frame bridges ，continuous composite bridges with double composite action and composite deck systems for large-span cable-stayed bridges．Through improvement and development of the traditional structural forms ，the comprehensive advantages of composite bridges can be fully displayed ，which demonstrates a good prospect of application and extension for steel-concrete composite bridges． Keywords ：steel-concrete composite structure ；bridge ；corrugated steel web ；channel-shaped composite girder ；composite rigid frame bridge ；double composite ；composite deck system E-mail ：dmh03@mails．tsinghua．edu．cn 引言 钢-混凝土组合结构桥梁（简称组合桥）是指将钢 梁与混凝土桥面板通过抗剪连接件连接成整体并考 虑共同受力的桥梁结构形式。相对于不按组合结构设计的纯钢桥，组合桥可以有效减小结构高度、提高结构刚度、减小结构在活荷载下的挠度。通过抗剪连接件的连接作用，混凝土桥面板对钢梁受压翼缘起到约束作用，从而增强了钢梁的稳定性，有利于材料强度的充分发挥。截面高度的降低，使结构外形更加纤 巧，改善桥梁的景观效果，有利于增加桥下净空或降 低桥面高程。组合桥相对于混凝土桥， 上部结构高度降低、自重减轻、地震作用减小、结构延性提高、基础造价降低。同时，组合桥便于工厂化生产、现场安装质量高、施工费用低、施工速度快，并可以适用于传统砖石及混凝土结构难以应用的情况 ［1］ 。 组合桥自20世纪50年代之后得到了迅速的发展， 从20 25m 跨径的中小跨径梁桥到跨径近千米的斜拉桥，都有组合结构的应用 ［2］ 。近年来，除常用的 组合板梁桥和组合箱梁桥之外，相继研发了波形钢腹板组合梁桥、组合桁梁桥、组合刚构桥等一系列新的结构形式，拓宽了组合桥的应用领域。而在国内，随着道路等级的不断提高和建设规模的扩大，桥梁呈现出跨径不断增大、桥型不断丰富、结构不断轻型化的发展趋势，同时对桥梁建设的经济性和综合效益也越
钢与混凝土组合结构.
钢与混凝土组合结构 随着我国经济的快速发展,各种新的结构型式不断涌现。其中刚与混凝土组合结构越来越受到大家的重视,由于组合结构具有许多突出的优点,高层建筑与大型桥梁等建构筑物在我国各地大量兴建,各种型式组合结构逐渐被广泛应用。组合结构已经和钢结构、木结构、钢筋混凝土结构、砌体结构并称五大结构。组合结构主要包括压型钢板与混凝土组合板、组合梁、型钢混凝土结构、钢管混凝土结构等。一、压型钢板与混凝土组合板。压型钢板与混凝土组合板是在压成各种形式的凹凸肋与中形式槽纹的钢板上浇注混凝土而制成的组合板,依靠凹凸肋及不同的槽纹使钢板与混凝土组合在一起。 压型钢板安琪在组合楼板中的作用可分为三类。第一类,以压型钢板作为楼板的主要承重构件,混凝土只是作为楼板的面层以形成平整的表面及起到分布荷载的作用。第二类,压型钢板只作为混凝土的永久性模板,并作为施工时的操作平台。第三类,是考虑组合作用的压型钢板混凝土组合结构。 其优点在于:1、节省大量木模板及其支撑。2、压型钢板非常轻便,因此堆放、运输及安装都非常方便。3、压型钢板在使用阶段,因其和混凝土的组合作用,还可代替受拉钢筋。4、组合楼板具有较大的刚度,省却许多受拉区混凝土,使组合楼板的自重减轻。5、便于铺设通信、电力、采暖等管线。6、压型钢板作为浇注混凝土的模板直接支撑于钢梁上,而且为各种作业提供了宽广的工作平台,大大加快 了施工的进度,缩短了工期。7.压型钢板可直接作顶棚。8.与木模相比,压型钢板组合楼板施工时,减小了发生火灾的可能性。 二、组合梁。将钢梁与混凝土板组合在一起形成组合梁。组合梁根据混凝土板与钢梁组合连接程度可分为完全剪切连接组合梁和部分剪切连接组合梁;两大类。 组合梁充分发挥了混凝土和钢材的有利性能,因此具有以下优点: 1、混凝土板成为组合梁的一部分,比按非组合梁考虑,承载力显著提高。2、比非组合梁的竖线刚度侧香刚度都明显提高。3、混凝土与钢梁两种材料都能充分发挥各自的产出,受力
钢-混凝土组合梁计算原理及截面设计
钢-混凝土组合梁计算原理及截面设计 钢-混凝土组合梁计算原理及截面设计 钢-混凝土组合梁是在钢结构和混凝土结构基础上发展起来的一种新型结构型式。它主要通过在钢梁和混凝土翼缘板之间设置剪力连接件（栓钉、槽钢、弯筋等），抵抗两者在交界面处的掀起及相对滑移，使之成为一个整体而共同工作。 钢－混凝土组合梁同钢筋混凝土梁相比，可以减轻结构自重，减小地震作用，减小截面尺寸，增加有效使用空间，节省支模工序和模板，缩短施工周期，增加梁的延性等。同钢梁相比，可以减小用钢量，增大刚度，增加稳定性和整体性，增强结构抗火性和耐久性等。 近年来，钢－混凝土组合梁在我国城市立交桥梁及建筑结构中已得到了越来越广泛的应用，并且正朝着大跨方向发展。钢－混凝土组合梁在我国的应用实践表明，它兼有钢结构和混凝土结构的优点，具有显著的技术经济效益和社会效益，适合我国基本建设的国情，是未来结构体系的主要发展方向之一。 计算原理 在钢－混凝土组合梁弹性分析中，采用以下假定： 1、钢材与混凝土均为理想的弹性体。 2、钢筋混凝土翼缘板与钢梁之间有可靠的连接交互作用，相对滑移很小，可以忽略不计。
3、平截面假定依然成立。 4、不考虑混凝土翼缘板中的钢筋（该假设只在正弯矩承载力计算时成立，负弯矩承载力计算式需考虑钢筋作用[1]）。 钢－混凝土组合梁弹性分析采用换算截面法。(a)表示换算前截面，(b)表示换算后截面。换算截面法的基本原理是：混凝土翼缘板按照总力不变及应变相同条件，换算成弹性模量为Es、应力为бs的与钢等价的换算截面面积。具体计算时，为了混凝土截面重心高度换算前后保持不变，换算时混凝土翼缘板厚度不变而仅将翼缘板有效翼缘宽度be除以α E（钢材弹性模量与混凝土弹性模量的比值。 求得等价的钢梁截面后，可以按照材料力学的方法来计算截面的抗弯承载力。设换算后截面的惯性矩为 I换算，换算截面形心轴距离钢梁底部为y 换算，组合梁总高为y换算作用在截面上的弯矩为M，而组合梁挠度的计算，则按照换算截面惯性矩计算组合梁截面刚度后，再由结构力学的方法计算梁的挠度。 截面设计 根据《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025－86），对钢－混凝土组合梁进行了设计。如图4所示，为该工程选用的组合梁截面图。钢梁选为Q345B钢，混凝土翼缘板用 C40混凝土，剪力连接件采用[10槽钢。组合梁总高为1650mm，高跨比约为31.5。组合梁截面换算惯性矩为8.576×1010mm^4，而纯钢梁的截面惯性矩只有5.228×10 10mm^4，组合梁截面惯性矩是纯钢梁的1.64倍，大大提高了组合梁的刚度，减小了组合梁在荷载作用下的挠度
钢-混凝土组合结构复习题
钢-混凝土组合结构复习题 一、填空题 1. 按照是否对组合梁施加预应力，组合梁可以分为________________和________________。 2. 钢－混凝土组合构件主要有钢－混凝土组合_____和钢－混凝土组合_____。 3. 对连续组合梁的计算可进行简化，可用________________为基础采用承载力极限状态设计方法，截面特性计算简单，对静载荷和活载荷处理，不需考虑承载力极限状态下的混凝土徐变效应和施工方法。 4. 当钢梁的腹板和下翼缘宽厚比较大时，组合截面在达到塑性抵抗弯矩之前，可能导致钢梁局部屈曲二破坏，因此。这种梁必须进行_______________分析。 5. 抗剪连接件的形式很多，按照变形能力可分为为两类：_________连接件，_________连接件。 6. 压型钢板的截面特征随着受压翼缘宽厚比不同而变化。当宽厚比大于极限宽厚比时，截面特征按_________________计算；当宽厚比小于极限宽厚比时，截面特征按_______________计算。 7. 组合楼板的破坏模式主要有弯曲破坏、________________和_____________破坏。 8. 我国现行的《建筑结构可靠度设计统一标准》把极限状态分为两类，_____________极限状态和_____________极限状态。。 9. 连续组合梁在极限状态下，各剪跨段内的弯矩均由组合截面承担。正弯矩区内的组合作用表现为钢梁受_____和混凝土受_____。 10. 钢－混凝土组合梁由钢梁、__________及抗剪连接件所构成。 11. 钢管混凝土除了具有一般套箍混凝土的强度高、重量轻、塑性好、耐疲劳、耐冲击等优点外，还具有施工方便、______________、经济效果好的优点。 12. 钢管混凝土材料是由钢管和混凝土两种性质完全不同的材料组成，由于钢管混凝土的核心混凝土受到钢管的约束，因而具有比普通钢筋混凝土大得多的_________和_________ 。
钢-混凝土组合结构试题1
钢与混凝土组合结构期末复习指导 考核方式：本次考试为闭卷考试，考试时间120分钟，期末考试成绩占总成绩的80%。考试题型分填空、选择、简答、计算等。考试内容不超出大纲及教材内容。 考核内容及要求 第一章概述 1.了解组合结构的形式和分类，掌握组合结构的特点，组合板，组合梁，组合楼盖及组合柱的优点和制约因素； 2.了解组合结构的发展历史及应用情况。 重点：组合结构的类型、特点、制约因素； 难点：各种组合结构的特点； 复习题：思考题1.1、1.3、1.4、1.5 第二章组合结构材料与基本设计原则 1.掌握钢材的常用钢号，压型钢板钢材应符合的性能要求，常用钢材的物理性能，了解组合结构中的混凝土构件采用的钢筋级别和强度指标。 2.掌握混凝土的强度等级和强度设计值，了解普通混凝土和高强混凝土的应力－应变曲线的特点。 3.理解结构连接的常用三种方法，焊接连接、螺栓连接和抗剪连接件。 4.理解极限状态设计法的设计表达式，承载力极限状态和正常使用极限状态的设计表达式。组合结构应该满足要求。 重点：组合结构对材料的要求，极限状态的设计表达式； 复习题：思考题2.1、2.2、2.3、2.6 第三章钢－混凝土组合板 1.了解常用的钢－混凝土组合板的概念和种类；理解各自的优缺点，应用范围及现状； 2.了解压型钢板组合板的材料规格和组合方法，理解受力特点，熟练掌握压型钢板与混凝土组合板的设计原则；组合板两个阶段的荷载，内力分析，组合板极限状态验算的公式和截面。熟练掌握组合板正截面受弯承载力的计算，掌握组合板的斜截面受剪承载力，受冲切承载力，叠合面的受剪承载力验算。掌握组合板的挠度验算。了解压型钢板组合板的构造要求。 3.理解组合板的构造要求及施工要点。 掌握组合梁的工作原理，掌握组合梁的内力计算方法，了解组合梁的截面尺寸的一般要求和规定。重点：组合板与非组合板的区别，压型钢板与混凝土组合板的设计原则和方法； 难点：压型钢板与混凝土组合板的设计方法； 复习题：例3.1、3.2；思考题3.1、3.3、3.4、3.8；习题3.9 第四章抗剪连接件设计 1.了解抗剪连接件的形式和分类； 2.掌握抗剪连接件的承载力，掌握确定承载力的试验方法，掌握影响承载力的因素； 3.掌握抗剪连接件的承载力计算； 4.理解抗剪连接件的设计方法，分弹性和塑性分析方法。 5.了解抗剪连接件的构造要求。 重点：影响承载力的因素、抗剪连接件设计的弹性方法和塑性方法。 复习题：思考题4.1、4.2、4.6、4.7、4.8、4.11； 第五章钢与混凝土组合梁设计 1.了解组合梁的基本概念和分类，理解组合梁的受弯特点， 2.了解组合梁的稳定性分析，整体稳定和局部稳定。 3.掌握简支组合梁的弹性设计方法：了解组合梁的截面尺寸的一般要求和规定，掌握内力计算的基
钢与混凝土组合结构设计
第一章绪论 1.五大结构：传统的木结构、钢结构、砌体结构、混凝土结构和钢与混凝土组合结构 2.钢与混凝土组合结构的类型：压型钢板与混凝土组合板钢与混凝土组合梁钢管混凝土型钢混凝土外包钢混凝土组合桁（网）架 第二章钢与混凝土组合梁设计 1.钢与混凝土组合梁的类型：普通工字钢组合梁箱形组合梁蜂窝式组合梁钢桁架式组合梁 2.钢与混凝土组合梁的设计方法有两种：弹性设计方法和塑性设计方法【其他组合梁按塑性设计】 3.组合梁承载力计算假定： ①钢材和混凝土均为理想弹性体; ②混凝土板和钢梁之间的相对滑移可以忽略不计; ③截面符合平截面假定; ④不考虑混凝土翼板内钢筋和板托的作用 ⑤不考虑混凝土受拉工作。 4.钢与混凝土组合梁塑性设计适用范围： 符合下列条件的组合梁。可按塑性设计方法进行承载力计算。 ①在设计荷载作用下，不会因交替发生拉、压屈服而使材料产生低周疲劳破坏的构件。 ②构成组合梁的各部件在达到承载力前不发生局部破坏，确保组合梁截面能形成塑性铰。 ③组合梁的塑性中和轴位于混凝土受压翼板内。 ④当组合梁的塑性中和轴位于钢梁内时，钢梁的板件宽厚比应满足表2-2的要求。 5.部分抗剪连接组合梁适用于下列三种情况: ①组合梁上各截面的弯矩达不到其极限弯矩的情况。此种情况下，组合梁的械面高度与钢梁的板件厚度不取决于截面所需的抗弯强度，而主要取决于截面刚度或板件的局部稳定。 ②组合梁中最大正弯矩截面达到抗弯承载力时，不能达到极限弯矩的某些区段。 ③当抗剪连接件受构造等原因的影响，不能按完全抗剪连接设计时 6.抗剪连接件种类：按刚度可分为刚性连接件和柔性连接件。目前常用及我国规范推荐的抗剪连接件均为柔性连接件，主要有栓钉、槽钢和弯起钢筋三种形式。 第三章压型钢板与混凝土组合板设计 1.组合板的计算 组合板应进行施工阶段和使用阶段的设计验算。在混凝土还未达到75%强度前的施工阶段，压型钢板作为混凝土的模板，独立承担楼板上的全部荷载和混凝土质量，此时需按钢结构受弯构件对压型钢板进行承载力计算和变形验算。在使用阶段,则需要验算组合板的承载力、变形、裂缝、振动等。 2.组合板的破坏模式：弯曲破坏纵向剪切破坏斜截面剪切破坏局部荷载作用下的冲切破坏 《钢管混凝土结构技术规范》( GB 50936- -2014) 中基于统一理论的设计方法和
钢-混凝土组合梁的发展历程
目录 1 钢-混凝土组合梁的定义及分类 (1) 1.1 定义 (1) 1.2 分类 (2) 2 钢-混凝土组合梁的发展历程 (5) 2.1萌芽阶段 (5) 2.2发展阶段 (5) 2.3全面研究、实用阶段 (6) 2.4深入研究、推广应用、完善规范阶段 (6) 3 钢-混凝土组合梁的工程应用实例 (8) 3.1 多层工业厂房 (8) 3.2 高层建筑 (10) 3.3 桥梁结构 (10) 4 钢-混凝土组合梁的前景 (11) 参考文献 (13)
钢-混凝土组合梁结构的发展概述 1 钢-混凝土组合梁的定义及分类 1.1 定义 钢-混凝土组合结构是在钢结构和混凝土结构的基础上发展起来的一种新型结构形式[1]。目前钢-混凝土组合结构的主要形式包括组合结构、组合楼板、组合桁架、组合柱等组合承重体系以及组合斜撑、组合剪力墙等组合抗侧力体系，应用领域包括高层及超高层建筑（如图1所示）、大跨桥梁、地下工程、矿山工程、港口工程以及组合加固和修复工程等[2]。本文主要对钢-混凝土组合梁进行介绍。 图1 赛格广场大厦（深圳） 钢-混凝土组合梁作为建筑房屋的横向承重构件，通过抗剪连接件将钢梁与混凝土板组合成一个整体来抵抗各种外界作用，能够充分发挥钢梁抗拉、混凝土板受压性能好的优点，与非组合梁结构相比，具有以下一系列的优点：（1）组合梁截面中混凝土主要受压，钢梁受拉，能过充分发挥材料特性，
承载力高。在承载力相同时，比非组合梁节约钢材约15%-25%。 （2）混凝土板参加梁的工作，梁的刚度增大。楼盖结构的刚度要求相同时，采用组合梁可比非组合梁减小截面高度26%-30%。组合梁用于高层建筑，不仅降低楼层结构高度，且显著减轻对地基的荷载。 （3）组合梁的翼缘板较宽大，提高了钢梁的侧向刚度，也提高了梁的稳定性，改善了钢梁受压区的受力状态，增强抗疲劳性能。 （4）可以利用钢梁的刚度和承载力承担悬挂模板、混凝土板及施工荷载，无需设置支撑，加快施工速度。 （5）抗震性能好。 （6）在钢梁上便于地焊接托架或牛腿，供支撑室内管线用，不需埋设预埋件。 相比于混凝土结构，组合结构的缺点是需要采取防火及防腐措施。但组合结构的防火及维护费用比钢结构低，并且随着科学技术的发展，防腐涂料的质量和耐久性也在不断提高，为组合结构的应用提供了有利条件。 1.2 分类 组合梁自问世以来至今，各国学者们展开了广泛且具有深度的研究。目前，组合梁的种类已从单一的外包式钢-混凝土组合梁发展至T形组合梁、现浇混凝土翼板组合梁、预制混凝土翼板组合梁、叠合板翼板组合梁、压型钢板组合梁等形式。 钢-混凝土组合梁按照截面形式可以分为外包混凝土组合梁和钢梁外露的组合梁（如T形组合梁），如图2所示。外包混凝土组合梁又称为劲性混凝土梁或钢骨混凝土梁，主要依靠钢材与混凝土之间的粘结力协同工作；T形组合梁则依靠抗剪连接件将钢梁与混凝土翼板组合成一个整体来抵抗各种外界作用。大量的研究和实践经验表明，T形组合梁更能够充分发挥不同材料的优势，具有更高的综合性能，是组合梁应用和发展的主要形式。
钢--混凝土组合结构期末模拟题
土木工程专业 钢－混凝土组合结构试题 一、填空题（每空2分，共20分） 1、钢结构的焊接方法有电弧焊和电阻焊等，其中，的质量比较可靠，是最常用的一种焊接方法，常用于冷弯薄壁型钢的焊接。 2、温度应力、混凝土的收缩和徐变效应，只对按理论计算的组合梁产生影响，对与按理论计算的组合梁不必考虑。 3、用弹性理论计算设有临时支撑的组合梁受弯承载力时，钢梁的最大拉应力为，混凝土的最大压应力为。 4、钢管混凝土偏压构件稳定承载力的计算方法中的偏心矩增大系数法的主要优点是 和。 5、组合板的有效高度是压型钢板截面的到的距离。 二、选择题（每题3分，共15分） 1、组合梁剪力连接设计的临界截面不正确的是（） A、弯矩和竖向剪力最大处 B、所有的支点及零弯矩截面 C、悬臂梁的自由端 D、所有集中荷载作用下的截面 2、施工方法对组合梁的影响正确的有（）。 A、施工时钢梁下不设临时支撑，分两个阶段考虑，施工阶段的荷载由钢梁单独承受 B、施工时设置临时支撑的梁，分一个阶段考虑，需要进行施工阶段的验算 C、施工阶段时不设置临时支撑的梁，使用阶段采用塑性理论分析时，只需考虑使用荷 载和第二阶段新增加的恒载
3、采用栓钉作为组合梁的剪力连接件，当栓钉较弱时，极限承载力（）。 A、随栓钉直径和砼抗压强度等级增加而增加 B、随栓钉直径和抗拉强度增加而增加 C、随栓钉直径和砼抗拉强度等级增加而增加 D、只与栓钉强度有关 4、钢骨混凝土偏压柱的大小偏压说法正确的是（）。 A、大偏压构件的型钢受拉翼缘应力未达到屈服强度 B、小偏压构件的型钢受压边缘应力达到了屈服强度 C、区分大小偏压破坏的分界点理论是以受拉钢材合力作用点处应力是否达到屈服强度 作为依据 D、小偏压破坏之间有典型的界限破坏 5、钢管混凝土偏压构件承载力的四种计算方法中，（）分别考虑偏心率和长细比的影响，计算上比较方便，但未能明确反映两者的相互关系，存在一定的误差。 A、偏心矩增大系数法 B、经验系数法 C、M-N相关关系法 D、最大荷载理论 三、简答题（每题5分，共10分） 1、按照弹性理论计算的组合梁，施工阶段不设临时支撑，强度计算分析时应该如何进行？ 2、钢骨混凝土偏压柱主要有哪两种破坏形态，各自的破坏特征是什么？ 四、计算题（共55分） 1、某压型钢板组合板，简支，跨度 3.3m，每米宽度范围内的截面积Ap＝2300 mm2，fp=205N/mm2，压型钢板上面为90mm厚的混凝土板，混凝土强度等级为C25，fc=11.9N/mm2，1m宽的组合板承受均布荷载设计值（含自重）q=20 kN/m，组合板的有效高度h0=105mm，试验算组合板在使用阶段的受弯承载力是否满足要求。（15分）
钢-混凝土组合结构施工技术
郑州蓝码大厦 钢-混凝土组合结构施工技术 田宝吉 （中建八局青岛公司，青岛 266071） ［摘要］本文结合郑州蓝码大厦工程组合柱、墙的施工，介绍了型钢混凝土组合柱、墙施工工艺，对施工技术要点进行了分析，并对施工中应注意的问题进行了阐述。 ［关键词］型钢砼；构件设计；工艺流程；施工工艺 型钢混凝土组合构件是将型钢埋入钢筋混凝土中的一种结构形式，即这种构件是由型钢、钢筋和混凝土三种材料所构成，与单纯的钢结构和混凝土结构相比具有许多显著的特点。近年来，随着我国高层建筑的迅速发展，型钢混凝土结构在工程中的应用逐渐广泛，并且显示出了其对改善结构抗震性能、减小构件截面尺寸、提高建筑的综合技术经济指标等方面的巨大潜力。本文依据郑州蓝码大厦工程的型钢混凝土施工为例，对型钢混凝土的施工经验进行总结，供大家参考。 1 工程概况 1.1 建筑设计概况 蓝码大厦工程位于郑州市郑东新区CBD外环A-2地块, 为超高层写字楼，属于一类建筑，总用地面积0.571公顷，总建筑面积60130平方米。地下三层，地上三十层，局部25层，主体檐口高度为120米，其中裙房三层（局部六层），其地上裙房檐口高度为16.5米，局部30米。地下三层平时为汽车库，战时为六级人防物资库；地下二层及地下一层为汽车库，地下三层至地下二层设消防水池及消防泵房。 1.2 结构设计概况 该工程主楼结构形式为外框架-内筒体结构。±0.000m以下采用钢筋混凝土柱梁（局部为型钢砼柱、型钢砼梁），±0.000m~18.25m采用型钢混凝土柱梁，18.25m至屋面采用钢结构柱梁。在核心筒剪力墙内，从±0.000m至屋面均设有钢结构暗柱、暗梁。平面布置见图1。 图1 型钢混凝土柱、墙平面布置
常见钢-混凝土组合结构的对比分析
常见钢-混凝土组合结构的对比分析 [摘要] 钢与混凝土组合结构分为钢与混凝土组合梁（钢板与混凝土组合梁，钢桁架与混凝土组合梁）、压型钢板混凝土组合楼板、钢骨混凝土结构、钢管混凝土结构和外包钢混凝土结构等形式，本文就其各自的优缺点进行综合的讲述。 [关键词] 钢与混凝土组合梁压型钢板混凝土组合楼板型钢混凝土组合结构钢管混凝土结构 1.钢与混凝土组合梁、压型钢板与混凝土组合楼板 1.1钢与混凝土组合梁 钢与混凝土组合梁由钢梁、钢筋混凝土板以及两者之间的剪力连接件组成。工程中常采用不对称组合梁，主要有以下几种形式：(a)三块不同厚度与宽度的钢板焊接而成；(b)将大型工字钢割去宽厚的上翼缘加焊宽度较小的钢板；(c)将工字钢沿腹板纵向割开然后将不同大小的半工字钢对焊而成；·蜂窝梁。 组合梁首先从截面组成上充分发挥了型钢与混凝土材料各自的特长，与钢筋混凝土梁相比，还有以下优点： (1) 节约钢材，由于截面材料受力合理，混凝土替代部分钢材工作，使其用钢量大幅度下降。如采用塑性理论进行设计，还可降低造价。 (2) 减小截面高度，由于相当宽的混凝土板参与抗压，组合梁的惯性矩比钢梁的大得多。可以达到降低梁高、增加层净高的效果。 (3) 延性好，由于耗能能力强，整体稳定性又好，在实际地震中表现出良好的抗震性能。 (4) 刚度好，混凝土板与钢梁共同工作，抗弯模量增大，致使挠度减小，刚度增大。 (5) 抗冲击、抗疲劳性能好，实际工程表明用于梁桥、吊车梁的组合梁比钢梁具有更好的抗冲击、抗疲劳能力，引起的损伤较小，比起钢吊车梁使用寿命提高了。 1.2压型钢板与混凝土组合楼板 压型钢板与混凝土组合楼板兴起于上世纪90年代，是在压成各种形式的凹凸肋与各种形式的槽纹的钢板上浇注混凝土而制成的组合板。钢板除在施工阶段做模板用外，在使用阶段还兼做混凝土楼板的受力钢筋或部分受力钢筋。压型钢板作为永久性模板，免除了木模板的支模与拆模，大大简化了施工工序；提高了
《钢与混凝土组合结构》课程练习题
《钢与混凝土组合结构》课程练习题第一部分 一、填空题 1、钢与混凝土组合梁由钢梁和钢筋混凝土板以及两者之间的组成。 2、抗剪连接件的形式很多，按照变形能力可分为为两类：_________连接件，_________连接件。 3、连续组合梁在极限状态下，各剪跨段内的弯矩均由组合截面承担。正弯矩区内的组合作用表现为钢梁受_____和混凝土受_____。 4、工程中所用压型钢板厚度一般要求不应小于，混凝土组合板所用的压型钢板厚度最好控制在以上。 5、非组合板总的刚度和总的承载力等于和单独时的刚度和承载力的简单叠加。 6、组合板在施工和使用阶段具有不同的结构体系，施工阶段是单独受力，使用阶段是承重。 7、组合板中的压型钢板在钢梁上的支承长度不应小于，在砌体上的支承长度不应小于。 8、组合楼板的破坏模式主要有弯曲破坏、________________和_____________破坏。 9、抗剪连接件的主要功能是阻止被连接构件间的和。 10、简支组合梁的塑性设计可让塑性变形充分发展直至，允许利用截面的。 11、型钢混凝土梁剪切破坏形态可分为、、三类。型钢混凝土梁的裂缝一般首先出现在，然后才出现在。 12、钢管混凝土除了具有一般套箍混凝土的强度高、重量轻、塑性好、耐疲劳、耐冲击等优点外，还具有施工方便、______________、经济效果好的优点。13、钢管混凝土材料是由钢管和混凝土两种性质完全不同的材料组成，由于钢管混凝土的核心混凝土受到钢管的约束，因而具有比普通钢筋混凝土大得多的_________和_________ 。 二、选择题
1、抗剪连接件的首要功能是阻止被连接构件的界面滑移和（）。 A、界面破坏 B、界面消失 C、界面分离 D、界面扭曲 2、施工方法对组合梁的影响正确的有（）。 A、施工时钢梁下不设临时支撑，分两个阶段考虑，施工阶段荷载由钢梁单 独承受 B、施工时设置临时支撑的梁，分一个阶段考虑，需要进行施工阶段的验算 C、施工阶段时不设置临时支撑的梁，使用阶段采用塑性理论分析时，只需 考虑使用荷载和第二阶段新增加的恒载 D、施工时设置临时支撑的梁，分两个阶段考虑，需要进行施工阶段的验算 3、钢骨混凝土偏压柱的大小偏压说法正确的是（） A、大偏压构件的型钢受拉翼缘应力未达到屈服强度 B、小偏压构件的型钢受拉边缘应力达到了屈服强度 C、区分大小偏压破坏的分界点理论是以受拉钢材合力作用点处应力是否达 到屈服强度作为依据 D、大小偏压破坏之间有典型的界限破坏 4、抗剪连接件的承载力须借助实验的方法来确定，其方法之一是（）。 A、计算法 B、模拟法 C、等代法 D、推出法 5、因组合板相对较柔，在大多情况下是弯曲和纵向剪切强度起控制作用，只有在（）才发生斜截面的剪切破坏。 A、大剪跨 B、小剪跨 C、板厚度较大 D、板厚度较小 6、桥梁结构中的组合梁因承受振动荷载作用，必须采用（）。 A、塑性设计 B、弹塑性设计 C、弹性设计 D、抗疲劳设计 7、型钢与混凝土共同工作的标志是二者之间（）。 A、由刚性连接件连接 B、高强度连接 C、产生滑移 D、仅存在可以忽略的相对滑移 8、型钢混凝土偏心受压短柱的破坏特征是（）。 A、受拉区混凝土破坏 B、受压区混凝土破坏
钢-混凝土组合梁结构计算
钢－混凝土组合梁 结构计算书 编制单位： 计算： 复核： 审查：
2009年3月
目录 1. 设计资料 (1) 2. 计算方法 (2) 2.1 规范标准 (2) 2.2 换算原理 (2) 2.3 计算方法 (3) 3. 不设临时支撑_计算结果 (3) 3.1 组合梁法向应力及剪应力结果 (5) 3.2 施工阶段钢梁竖向挠度结果 (7) 3.3 结论 (8) 3.4 计算过程（附件） (8) 4.设置临时支撑_有限元分析计算 (8) 4.1 有限于建模 (8) 4.2 施工及使用阶段结构内力 (10) 4.2.1 施工阶段结构内力 (11) 4.2.2 使用阶段结构内力 (12) 4.3 组合梁截面应力 (14) 4.3.1 截面应力汇总 (14) 4.3.2 截面应力组合 (16) 4.4 恒载作用竖向挠度 (17) 4.4.1 施工阶段竖向挠度 (17) 4.4.2 使用阶段恒载作用竖向挠度 (17) 4.5 结论 (17)
钢－混凝土组合梁结构计算 1. 设计资料 钢－混凝土组合梁桥，桥长40.84m ，桥面宽19.0m ；钢主梁高1.6m(梁端高0.7m)，桥面板厚0.35m ；钢材采用Q345D 级，桥面板采用C50混凝土；车辆荷载采用公路-I 级车道荷载计算。 图 1 横向布置 (cm) 图 2 桥梁立面 (cm) 表 1 材料力学指标表 表 2材料力学指标表 钢主梁沿纵向分3个制作段加工，节段长度为13.6+13.64+13.6m ，边段与中段主要结构尺寸（图 3）见下表，其余尺寸详见设计图纸
表 3 钢主梁主要尺寸表 图 3 钢梁标准构造(mm) 2. 计算方法 2.1 规范标准 现行《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)第11章《钢与混凝土组合梁》针对不直接承受动力荷载的一般简支组合梁及连续组合梁而确定，对于直接承受动力荷载的组合梁，则应采用弹性分析法计算。《铁路桥梁钢结构设计规范》(TB 10002.2-2005)第4.1.1条也规定：结构构件的内力应按弹性受力阶段确定。尽管弹性分析法(容许应力法)不能充分组合梁的承载能力极限状态，但对于承受动力荷载的桥梁钢结构的强度计算是基本符合结构的实际受力状况的。 计算依据： 1.《钢结构设计规范》(GB 50017-2003) 2.《铁路桥梁钢结构设计规范》(TB 10002.2-2005) 3.《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004) 4.《钢－混凝土组合梁设计原理》(第二版).朱聘儒.北京:中国建筑工业出版 社,2006 5.《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ 025-86) 2.2 换算原理 根据总力不变及应变相同的等效条件，将混凝土翼板换算成与钢等效的换算截面；换算过程中要求混凝土翼板截面形心在换算前后保持不变，翼板面积换算转化为翼板宽度的换算。