高等混凝土结构王吉忠电话:84708275(O)E-mail: wang_jizhong@办公室:综合实验楼522第八章钢-混凝土组合结构8.1 钢－混凝土组合梁混凝土板和钢梁的楼盖结构中。
如果在钢梁上翼缘设置足够的剪力连接件并伸入混凝土板，阻止板和钢梁之间的相对滑移，使它们的弯曲变形协调，形成整体共同承担外荷载的作用，这种梁称为组合梁。
混凝土板滑移错动钢梁8.1.2 钢－混凝土组合梁的优点（1）节约钢材（2）混凝土板参加梁的工作，使截面高度增大（3）增强了钢梁的侧向刚度（4）可以利用钢梁的刚度和承载力（5）抗火与抗震性能更好（6）托架与牛腿8.1.3 钢—混凝土组合梁的形成（1）工字钢（2）箱形钢梁（3）轻钢桁架梁及普通钢桁架梁等8.2 钢与混凝土的共同工作8.2.1 叠合梁和组合梁采用剪力件连接形成组合梁后，其强度和刚度比叠合梁显著增大。
8.2.2 掀起作用组合梁中，这种上下层分离的趋势称为掀起作用。
8.2.3 剪力连接件（1）栓钉连接件（2）槽钢连接件（3）方钢连接件（4）T 形钢连接件T形钢0.50.60.40.2极限剪力 1.00.8剪力 2.0滑移（mm）1.01.52.5槽钢栓钉弯筋连接件8.3 组合梁的承载力计算8.3.1 钢－混凝土组合梁的受力性能组合梁从受力到破坏，可分为弹性、弹塑性和塑性三个阶段。
8.3.2 计算方法及计算假定早期钢－混凝土组合梁的设计，一直沿用弹性理论为基础的容许应力计算方法。
按塑性理论计算组合梁的计算假定如下：（1）混凝土板与钢梁为完全剪力连接组合；（2）塑性中和轴以上的混凝土达到抗压设计强度；（3）忽略塑性中和轴以下混凝土的抗拉强度；（4）塑性中和轴以下钢截面的拉应力和塑性中和轴以上钢截面的压应力分别达到0.9fsy ；fsy为钢材强度设计值，0.9是按塑性设计时钢材强度折减系数。
1cf8.3.3 受弯承载力计算根据塑性中和轴的位置，钢－混凝土组合梁塑性受弯承载力分以下二种情况计算，在计算中，有混凝土板托时，忽略混凝土板托部分混凝土的作用。
（1）塑性中和轴在混凝土板内时，即时，y —钢梁截面应力的合力点至混凝土受压区截面应力合力点间的距离；（2）塑性中和轴在钢梁腹板内时，即时，10.9s sy e c c A f b h f α<b e h c x y0.9f sy αf c 10.9s s ye c Af x b f α=1e c M b x f yα≤b e h c y y 0.9fαf 0.9f 10.9s sy e c c A f b h f α>10.50.9c se s e c sy f A A b h f α⎛⎫=- ⎪ ⎪⎝⎭1120.9e c c sc sy M b h f y A f y α≤+式中：A sc —钢梁受压区截面面积；y 1—钢梁受拉区截面应力合力点至混凝土板截面应力合力点间的距离。
y 2—钢梁受拉区截面应力合力点至钢梁受压区截面应力合力点间的距离。
8.3.4 受剪承载力计算组合梁截面上的全部剪力假定仅由钢梁腹板承受，按以下公式进行计算：式中：t w —钢梁腹板厚度h w —钢梁腹板高度8.4 剪力连接件设计8.5 施工阶段的计算（1）无临时支撑（2）有临时支撑（3）对钢梁施加预应力8.6 组合梁的变形计算0.9w w v V t h f 8.7 压型钢板－混凝土组合板8.7 压型钢板－混凝土组合板8.7 压型钢板－混凝土组合板8.7.1 概述在多高层钢结构或组合结构中，一般都采用压型钢板－混凝土组合板作为楼盖或屋盖。
压型钢板分为两类：1. 钢板仅作为浇注混凝土的模板，也称为永久性模板。
只需满足施工阶段的强度和变形的要求，全部使用荷载由混凝土板承受，压型钢板失去作用，称为非组合板。
2. 除在施工阶段作为模板外，在使用阶段还作为混凝土板的受力钢筋或部分受力钢筋，与混凝土共同承担使用荷载，称为组合板。
压型钢板－混凝土组合板具有以下优点：(1)压型钢板轻便，易于搬运和铺设。
(2)压型钢板具有一定的刚度和承载力，能承受施工荷载及混凝土的重量。
（3）压型钢板可作为楼板的受力钢筋，节省钢材。
（4）压型钢板的凹槽内便于铺设管线。
（5）压型钢板的运输、储存、堆放和装卸都极为方便。
8.7.2 组合楼板共同工作压型钢板与混凝土组合楼板中，必须保证压型钢板与混凝土能可靠地共同工作。
压型钢板与混凝土的组合作用是通过两者接触面之间采取适当的连接方式形成的。
为了保证可靠的组合效应，要求接触面上的抗剪齿槽、槽纹或其他连接措施，具有足够的抗剪切粘结强度，不产生过大的粘结滑移，以抵抗楼板在外荷载作用下产生的纵向水平剪力；同时还要足以抵抗垂直掀起力，保证在垂直方向结合成不可分开的整体。
８.７.3 组合楼板施工顺序：1．钢梁表面清除干净，钢楼板按排板图点焊在钢梁上；2．按焊接程序，将钢承板熔焊在钢梁上；3．钢承板间的扣合处用夹钳加以固定；4．复合风梁处将剪刀钉用焊枪固定；5．按设计要求绑扎钢筋网；6．进行砼浇注。
8.7.４组合板的设计组合板需考虑施工和使用两个阶段进行设计。
1. 施工阶段计算在施工阶段，压型钢板需满足承载力和挠曲变形的要求，计算宽度可取压型钢板的一个全波宽度或单位宽度。
压型钢板的正截面受弯承载力按下式验算：式中：M －弯矩设计值；－压型钢板的强度设计值；Ws －压型钢板的截面抵抗矩，取受拉边和受压边中的较小值。
均布荷载下压型钢板的挠曲变形，应满足以下要求：sy sM f W sy f简支板：双跨连续板：上式中：－计算宽度均布荷载标准值；Es －压型钢板的弹性模量；Is －计算宽度压型钢板的惯性矩；l －板的计算跨度；－板的容许挠度，取1/200和20mm 中的较小值。
2. 正截面受弯承载力计算在含钢率适中，且板厚h 比压型钢板高度hs 大得多的情况下，组合板随弯矩增大，压型钢板从受拉边开始屈服，并发展到整个hs 高度，然后受压边缘混凝土达到极限压应变而压碎破坏，称为适筋板。
反之，含钢率较大，板厚相对较小时，受压区混凝土先于钢板屈服达到极限压应变而压碎破坏，称为超筋板。
[]45384k s s q l E I δδ=≤ []41185k s s q l E I δδ=≤ k q []δ根据界限破坏条件，可以导出相对界限受压区高度和界限配筋率如下图所示，界限破坏时混凝土极限压应变，相对界限受压区高度为：max ρ。
0.0033cu ε=000.80.8 10.0033cus b cu y s sys h h h h h f h E εξεε-=+-=+ 界限配筋率式中：h －为组合板的厚度；h0－组合板的有效高度，钢板形心到受压边缘的距离；hs －压型钢板的高度。
max ρ为：max c b syf f ρξ=对于适筋板，受弯承载力按下式计算：其中受压区高度x 为：式中：As －压型钢板的面积；b －计算宽度；0.8－考虑压型钢板的制造误差及没有混凝土保护层引起的钢板面积折减系数。
超筋板的受弯承载力可偏于安全的取界限破坏时的受弯承载力，即：00.8()2s sy x M A f h ≤-s syc A f x f b=00.8(10.5)s sy b M A f h ξ≤- 3. 叠合面剪切粘结承载力计算剪切粘结破坏如下图所示，在加载点附近形成的主斜裂缝，使裂缝附近的粘结力丧失，在叠合面产生水平裂缝，并很快向板端发展，最终导致整个剪跨段长度上的粘结破坏，引起钢板与混凝土之间的滑移。
剪切粘结破坏承载力的计算公式可表达为：式中：a －剪跨，对均布荷载可取a=l/4；－含钢率，；k ，m －待定系数。
00u c h V k f m bh a ρ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭ρ0/s A bh ρ＝８.８钢骨混凝土结构８．８．１钢骨与混凝土的共同工作钢骨混凝土又称劲性钢筋混凝土，是以型钢钢骨等加强的混凝土结构。
（1）平截面假定。
（2）钢骨板件受到混凝土的约束，使其屈曲或局部屈曲承载力得到提高。
（3）应配置必要纵筋和箍筋。
（4）局部压屈８．８．２钢骨混凝土梁的形式与构造梁中配置的钢骨有实腹式和空腹式两种：实腹式钢骨一般为工字形截面；空腹式钢骨一般是由角钢拼接或焊接而成，有格构式和桁架式两种形式。
3．钢骨混凝土柱的形式与构造（1）实腹式钢骨钢筋混凝土柱；（2）空腹式钢骨钢筋混凝土柱截面８．８．３钢骨混凝土梁空腹式钢骨混凝土梁的受弯性能与钢筋混凝土梁基本相同，主要讨论实腹式钢骨混凝土梁的受弯性能。
下图为实腹式钢骨混凝土梁的荷载—挠度曲线其受力过程分为四个阶段：rcu ss y N N N +=Oa 段：受拉区混凝土未开裂，处于弹性阶段；ab 段：荷载达到a 点时，梁受拉区开始出现裂缝，但刚度减小的程度比一般钢筋混凝土梁要小，P －f 曲线仍基本为直线；bc 段：受拉钢筋和钢骨受拉翼缘先后达到屈服，此时截面刚度有较大减小，P －f 曲线明显弯曲；cd 段：荷载达到最大承载力c 点后，压区混凝土压碎，保护层剥落；de 段：由于钢骨的存在，梁仍能承受一定的荷载，变形可以持续发展很长一段时间。
１．梁的受弯承载力计算主要可分为三种：（１）采用叠加方法（日本）：（２）钢筋混凝土梁的矩形应力图方法（苏联）：在正截面受弯承载力计算中，根据中和轴的位置分为三种情况。
（３）以平截面假定为基础的计算方法。
ssy M=M ss rc rc y u uN N N M =++２．梁的受剪性能（１）斜截面受剪性能和破坏形态斜压破坏剪压破坏剪切粘结破坏（２）影响梁斜截面受剪性能的因素剪跨比钢骨腹板配箍率钢骨翼缘与梁宽度比混凝土强度等级８．８．４钢骨混凝土柱。