型钢溷凝土组合结构的设计.doc

型钢混凝土组合结构设计前言近年来,随着我国建筑业快速发展,型钢混凝土组合结构在各种工程结构中得到了更为广泛应用。在大跨度建筑、高层以及超高层建筑工程中,型钢混凝土组合结构体现出了比钢结构与钢筋混凝土结构更加优越特性。一、概述型钢混凝土组合结构特性是在型钢结构外面有一层混凝土外壳,过去也采用劲性钢筋混凝土结构这个名称。型钢混凝土组合结构构件中除配置型钢外,一般还应配置普通纵向钢筋与箍筋。在型钢混凝土组合结构构件中型钢可以分为实腹式与空腹式两大类。空腹式型钢比较节省材料,但制作费用较多,实腹式型钢制作简便,承载能力大。型钢混凝土组合结构具有以下优点:型钢混凝土组合结构承载力高,刚度大,截面小,更能满足高层及超高层建筑要求。型钢混凝土组合结构施工速度快,工期短。型钢混凝土组合结构延性好,抗震性能更加优越。型钢混凝土组合结构耐久性与耐火性均好于钢结构。型钢混凝土组合结构与钢结构相比,可大大节约钢材。型钢混凝土框架比钢框架可节省钢材达50%或者更多一些。二、型钢混凝土材料性能与一般构造要求::型钢混凝土构件型钢材料宜采用牌号Q235碳素结构钢以及Q345低合金高强度结构钢,其质量标准应符合现行国家标准,钢材性能要求应满足抗拉强度、伸长率、屈服点、硫磷含量、冷弯实验、冲击韧性合格要求。若用于地震区,应具有良好延性,钢材极限抗拉强度与屈服强度不能太接近,。型钢混凝土组合结构构件中型钢板厚不宜过薄,以利于焊接与满足局部稳定要求,厚度不宜小于6mm。由于型钢受混凝土与箍筋约束,不易发生局部压屈,因此,~,其宽厚比应满足表1要求:<23<107<23<96Q345<19<91<19<81满足宽厚比限值时,可不进行局部稳定验算。在型钢混凝土组合结构构件中,采用作为抗剪连接件栓钉,不得采用短钢筋代替。:型钢混凝土组合结构中纵向钢筋与箍筋宜采用延性较好热轧钢筋,其纵向受力钢筋直径不宜小于16mm,纵筋与型钢净间距不宜小于30mm,其他构造要求均应满足国标《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)要求。为了充分发挥型钢混凝土组合结构中型钢作用,混凝土强度等级不宜小于C30。为便于混凝土浇筑,规定混凝土最大骨料直径小于型钢外侧混凝土保护层厚度1/3,且不宜大于25mm。:型钢混凝土构件中对钢筋混凝土保护层厚度要求与钢筋混凝土结构相同,对型钢也有一定混凝土保护层厚度要求,这是为了防止型钢发生局部压屈变形,保证型钢、钢筋混凝土相互粘结而整体工作,也是为了提高型钢混凝土结构耐火性与耐久性。、:空腹式型钢混凝土梁受弯性能与钢筋混凝土梁基本相同,在进行正截面承载力计算时,可分别将其上弦型钢与下弦型钢作为纵向钢筋考虑,计算方法与钢筋混凝土受弯构件相同。其中斜腹杆承载力竖向分力可作为受剪箍筋考虑。实腹式型钢混凝土梁正截面受弯承载力计算(详见公式(1)),是把型钢翼缘作为纵向钢筋一部分,在平衡式中增加了型钢腹板受弯承载力项Maw与型钢腹板轴向承载力项Naw。Maw、Naw确定是通过对型钢腹板应力分布积分,再做一