第二章钢与混凝土的连接与组合 21概述 前已述所谓组合构件、组合结构,是两种或两种以上的材料组合在 起,共同工作的构件或结构。组合构件的关键是“组合”,必须是组合 在一起共同工作的构件才是组合构件。 举一简单例子。若两个梁无结合叠合在一起,受力及变形情况如图21 ,根据材料力公式可得 最大正应力: My mx ql2 h/bh' 3 qi max 162/128bh 最大剪应力: 2 6h 2 4 h 8 bh 最大挠度 5 384E384bh364Ebh
第二章 钢与混凝土的连接与组合 2.1 概述 前已述所谓组合构件、组合结构，是两种或两种以上的材料组合在一 起，共同工作的构件或结构。组合构件的关键是“组合”，必须是组合 在一起共同工作的构件才是组合构件。 举一简单例子。若两个梁无结合叠合在一起，受力及变形情况如图2.1 ，根据材料力公式可得： 最大正应力： 最大剪应力： 最大挠度： 2 2 3 2 max max 8 3 16 2 12 bh ql h bh ql I My = = = bh ql bh ql bh V 8 1 3 2 4 3 2 3 max = = = 3 4 3 4 4 64 5 12 2 384 5 2 384 5 Ebh ql bh E l q EI l q f = = =
q 曹曹重↑曹↑篁↑曹↑賈↑曹篁重 L/2 L/2 b AILILIIITIIHITIL 调,岳州 m 图21非组合梁
q A b h h L/2 L/2 max max 图2.1 非组合梁 max max
如果上下两梁完全组合在一起,按下图受力及变形 q L/2 L/2 b HLIIIITITITIIL ax B 图22组合梁
如果上下两梁完全组合在一起，按下图受力及变形 q A b h h L/2 L/2 图2.2 组合梁 max max
按材料力学公式求得 max 梁上下纤维的最大正应力(跨中) 12h My m b(2h)316bh2 梁的支座处最大剪应力 2b(2h)2b(2h)8bh 5 gl q 最大挠度(跨中) 384E/384xb(2h)256Ebh 完全组合的梁与两者简单叠合(未组合)的梁相比: 正应力:由3q 3 ql 减小一半 8 bh 16 bh
按材料力学公式求得： 梁上下纤维的最大正应力（跨中） 梁的支座处最大剪应力 最大挠度（跨中） 完全组合的梁与两者简单叠合（未组合）的梁相比： 正应力：由 减小一半 2 max 8 1 M = ql 2 2 3 2 max max 16 3 12 (2 ) 8 bh ql b h ql h I My = = = V ql 2 1 = bh ql b h ql b h V 8 3 (2 ) 2 1 2 3 2 (2 ) 3 max = = = 3 4 3 4 4 256 5 12 384 (2 ) 5 384 5 Ebh ql b h E ql EI ql f = = = 2 2 8 3 bh ql 2 2 16 3 bh ql
剪应力:由8b 8b两者相等, 不过并非h2处而是两梁交界面处。 挠度:由5a/4 5 gl 减为14,大大减小。 64 Ebh 256 Ebh 这是因为组合以后的惯性矩由原来的 Ⅰ=2×-bh3=-bh 12 增大为: -b(2h)=bh 12 增大了4倍。 另外,“组合”还有另一种意义 如下图23所示两个刚度不同的梁简单叠合后受力,则由于刚度差。 (例如(E)比(ECD大得多。因为是两种不同材料与不同 截面高度的梁的叠合)
剪应力：由 两者相等， 不过并非h/2处而是两梁交界面处。 挠度：由 减为1/4，大大减小。 这是因为组合以后的惯性矩由原来的 增大为： 增大了4倍。 另外，“组合”还有另一种意义。 如下图2.3所示两个刚度不同的梁简单叠合后受力，则由于刚度差。 （例如 比 大得多。因为是两种不同材料与不同 截面高度的梁的叠合） bh ql 8 3 bh ql 8 3 3 4 256 5 Ebh ql 3 4 64 5 Ebh ql 3 3 6 1 12 1 I = 2 bh = bh 3 3 3 2 (2 ) 12 1 I = b h = bh EI AB ( ) (EI) CD
呈号 图23组合梁中的“掀起力” 若(ED)AB>则梁AB的挠度比下梁CD少得多,使上下梁就产生 分离,似乎有一种“掀起力”。因此要达到完全组合,界面上发生 共同变形不仅要克服界面上的纵向剪力,彼此纵向滑移,而且要克 服掀起力,阻止两者上下分离
图2.3 组合梁中的“掀起力” 若 ，则上梁AB的挠度比下梁CD少得多，使上下梁就产生 分离，似乎有一种“掀起力”。因此要达到完全组合，界面上发生 共同变形不仅要克服界面上的纵向剪力，彼此纵向滑移，而且要克 服掀起力，阻止两者上下分离。 CD (EI) AB (EI)
22连接方式 组合构件中混凝土与钢连接应视构件的形式与受力性能采取不同的方式。 对于不同的组合构件,对组合作用有不同要求。因而有不同形式。本章主 要是讲用于组合梁中的剪切连接件。 钢—混凝土组合板主要是靠压型钢板压制成凸凹的纵肋与槽口,槽纹起到 混凝土与压型钢板的连接作用。压型钢板压成纵肋,不仅增强粘结作用,又 大大提高了钢板的刚度,使其可以作为模板而不加支撑(或只设少量支撑) 图24槽口槽纹的不同飛式 各种槽口槽纹的压型钢板型式见P35图311P36图321
2.2 连接方式 组合构件中混凝土与钢连接应视构件的形式与受力性能采取不同的方式。 对于不同的组合构件，对组合作用有不同要求。因而有不同形式。本章主 要是讲用于组合梁中的剪切连接件。 钢—混凝土组合板主要是靠压型钢板压制成凸凹的纵肋与槽口，槽纹起到 混凝土与压型钢板的连接作用。压型钢板压成纵肋，不仅增强粘结作用，又 大大提高了钢板的刚度，使其可以作为模板而不加支撑（或只设少量支撑） 图2.4 槽口槽纹的不同形式 各种槽口槽纹的压型钢板型式见P35图3.1.1, P36图3.2.1
组合梁上的剪力件分两类 1柔性剪力件 一般为带头栓钉,如图25. 2刚性剪力件 图25带头栓钉 柔性剪力件,虽然能抵抗纵向剪力及掀起力,但是由于其 刚度较小,在纵向剪力作用下,由于栓钉杆的变形,引起 被连接两部件在界面上的滑移。对于一些需要严格控制滑 移的构件,可采用刚性连接件。刚性连接件由方钢、丁字 钢、槽钢或马蹄形钢来制作。为了有效抵抗掀起力,一般 在其上焊接“U”形钢筋或带钩斜筋。如图2.6所示
组合梁上的剪力件分两类： 1.柔性剪力件 一般为带头栓钉，如图2.5. 2.刚性剪力件 柔性剪力件，虽然能抵抗纵向剪力及掀起力，但是由于其 刚度较小，在纵向剪力作用下，由于栓钉杆的变形，引起 被连接两部件在界面上的滑移。对于一些需要严格控制滑 移的构件，可采用刚性连接件。刚性连接件由方钢、丁字 钢、槽钢或马蹄形钢来制作。为了有效抵抗掀起力，一般 在其上焊接“U”形钢筋或带钩斜筋。如图2.6所示。 图2.5 带头栓钉
6 127 25mm 剪切连接件
图剪切连接件 2.6
23剪切连接件的实验研究 连接件的强度与荷 载-滑移关系和组 构件的设计密切相 关。连接件的强度 Hh-ismme 与荷载滑移曲线 般可用推出实验直 接测得。标准试件 的尺寸与型钢截面 的要求见图2.7。 图27推出试验的试件形式尺寸
2.3 剪切连接件的实验研究 连接件的强度与荷 载-滑移关系和组合 构件的设计密切相 关。连接件的强度 与荷载滑移曲线一 般可用推出实验直 接测得。标准试件 的尺寸与型钢截面 的要求见图2.7。 图2.7 推出试验的试件形式尺寸