型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)

1、1,第三章 型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu),,2,,第一節(jié) 一般要求和結(jié)構(gòu)的整體作用第二節(jié) 型鋼混凝土框架梁第三節(jié) 型鋼混凝土框架柱第四節(jié) 框架梁柱節(jié)點(diǎn)第五節(jié) 型鋼混凝土剪力墻第六節(jié) 連接構(gòu)造,3,第一節(jié) 一般要求和結(jié)構(gòu)的整體作用,鋼與混凝土兩種材料的組合體型鋼縱向鋼筋和箍筋混凝土從受力性能而言，其基本屬于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的范疇,,,4,第一節(jié) 一般要求和結(jié)構(gòu)的整體作用,優(yōu)點(diǎn)：1）含鋼率不受限制，承載力高，剛度大

2、可以減小構(gòu)件截面，增加建筑物使用面積和樓層高度；與鋼結(jié)構(gòu)框架相比，節(jié)省鋼材50％2）結(jié)構(gòu)可以二次受力施工階段的第一階段荷載與硬化混凝土共同承擔(dān)使用荷載可以有效減小梁的變形和裂縫寬度。,,,5,第一節(jié) 一般要求和結(jié)構(gòu)的整體作用,優(yōu)點(diǎn)：3）顯著加快施工速度可平行流水施工4）結(jié)構(gòu)延性與耗能能力較好以實(shí)腹柱為最好5）與鋼結(jié)構(gòu)相比，其耐久性和抗火性能較好。可以單獨(dú)使用，也可以與鋼筋混凝土或鋼結(jié)構(gòu)組合使用,,,6,7,8,

3、9,10,SRC結(jié)構(gòu)應(yīng)用與研究國(guó)內(nèi)外情況簡(jiǎn)介,1、歐美地區(qū)SRC結(jié)構(gòu)與應(yīng)用研究 20世紀(jì)初，歐美就開始對(duì)SRC柱進(jìn)行了研究，1908年Burr做了空腹式SRC柱的試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)混凝土外殼使柱的強(qiáng)度和剛度明顯提高。1923年加拿大開始做空腹式SRC梁的試驗(yàn)，在1989年的美國(guó)鋼筋混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范中，將型鋼視為等值的鋼筋，然后再以RC結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行SRC構(gòu)件設(shè)計(jì)。在1993年的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中，以純鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行SRC結(jié)構(gòu)設(shè)

4、計(jì)。英國(guó)于1969年將建筑中的SRC柱列入英國(guó)鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范BS449的第三部分，隨后將橋梁中的SRC柱列入英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)BS5400的第五部分。對(duì)SRC梁，英國(guó)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范按組合截面進(jìn)行彈性設(shè)計(jì)，即取0.7倍型鋼屈服強(qiáng)度用彈性方法計(jì)算型鋼，忽略混凝土抗拉強(qiáng)度。,11,2、日本SRC結(jié)構(gòu)與應(yīng)用研究 在日本，SRC結(jié)構(gòu)與鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)和RC結(jié)構(gòu)并列為四大結(jié)構(gòu)。東京建成的30m高全SRC結(jié)構(gòu)的日本興業(yè)銀行，在關(guān)東大地震中幾乎沒(méi)有受到損壞

5、，引起日本工程界的重視。在經(jīng)歷了1923年關(guān)東大地震、1968年十勝?zèng)_地震及1995年的阪神地震后，發(fā)現(xiàn)在地震中其他房屋建筑嚴(yán)重破壞的情況下，SRC結(jié)構(gòu)幾乎未遭破壞或僅有少量輕微破壞，這就推動(dòng)了日本研究和應(yīng)用STC結(jié)構(gòu)的熱潮。日本從1951年開始對(duì)SRC結(jié)構(gòu)進(jìn)行了全面系統(tǒng)的研究，1958年制定了《鋼骨鋼筋混凝土計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)及其說(shuō)明》。從1963年到1987年，該標(biāo)準(zhǔn)先后進(jìn)行了四次修訂，最終成為SRC結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范。日本持續(xù)研究和發(fā)展SRC結(jié)構(gòu)

6、，主要是由于日本是多地震國(guó)家。SRC結(jié)構(gòu)以其優(yōu)異的抗震性能，在日本得到廣泛應(yīng)用。,12,3、我國(guó)SRC結(jié)構(gòu)的應(yīng)用與研究 20世紀(jì)50年代初，我國(guó)從前蘇聯(lián)引進(jìn)了SRC結(jié)構(gòu)，后由于片面追求節(jié)省鋼材，于60年代末幾乎停止使用。80年代后，隨著我國(guó)建筑業(yè)的迅猛發(fā)展，SRC結(jié)構(gòu)在全國(guó)興起，北京、上海、江蘇等省市的高層建筑中應(yīng)用了SRC和RC的混合結(jié)構(gòu)，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效果。經(jīng)過(guò)幾年的研究和工程實(shí)踐，參考日本鋼骨混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，1998年我國(guó)

7、冶金部頒布了我國(guó)第一部YB9082-97鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程。此規(guī)程基本沿用了日本標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)方法。將型鋼作為等效鋼筋，參照我國(guó)的混凝土規(guī)范及美國(guó)有關(guān)規(guī)范，2002年建設(shè)不頒布了JGJ138-2001型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程。此規(guī)程中的設(shè)計(jì)方法與我國(guó)的混凝土規(guī)范相近。,13,適用范圍,高層、超高層建筑地震區(qū)建筑大跨度梁荷載特別重的梁、柱,14,多、高層建筑的各種結(jié)構(gòu)體系中可以全部采用型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)構(gòu)件，也可以在某幾

8、層或某些局部部位采用型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)。型鋼混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件可以與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件組合，也可以與鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件組合，組成混合結(jié)構(gòu)，不同的結(jié)構(gòu)發(fā)揮各自的特點(diǎn)。 目前，國(guó)內(nèi)高層建筑結(jié)構(gòu)中，都是根據(jù)結(jié)構(gòu)受力需要，在能發(fā)揮型鋼混凝土承載力大、延性好、剛度大等特點(diǎn)的部位采用此類結(jié)構(gòu)構(gòu)件，如在框-剪、框支剪力墻結(jié)構(gòu)的框支層中采用型鋼混凝土框架柱，在跨度較大的框架結(jié)構(gòu)中采用型鋼混凝土梁，在剪力墻結(jié)構(gòu)和筒體結(jié)構(gòu)剪力墻中采用型鋼混凝土剪力墻。,15

9、,高層建筑中，型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)關(guān)鍵是處理好連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，以及避免結(jié)構(gòu)高度因結(jié)構(gòu)類型改變引起的承載力和剛度的突變。設(shè)計(jì)中應(yīng)注重重視過(guò)渡層的構(gòu)造，9度設(shè)防、一級(jí)抗震的框架柱，沿高度方向的框架柱應(yīng)全部采用型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)。 采用型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)房屋的最大適用高度，可比《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ3-2002）》規(guī)定的最大適用高度值適當(dāng)提高。當(dāng)全部結(jié)構(gòu)構(gòu)件均采用型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)（包括型鋼混凝土框架和鋼筋混凝土筒體組

10、成的混合結(jié)構(gòu)）時(shí)，除9度設(shè)防外，房屋最大適用高度可相應(yīng)提高30%-40%。,16,17,18,19,第一節(jié) 一般要求和結(jié)構(gòu)的整體作用,關(guān)鍵技術(shù)：1）與不同結(jié)構(gòu)材料的連接節(jié)點(diǎn)2）避免沿高度因結(jié)構(gòu)類型改變引起的承載力和剛度突變應(yīng)重視過(guò)渡層的設(shè)計(jì),,,20,第一節(jié) 一般要求和結(jié)構(gòu)的整體作用,1、型鋼配置形式：1）實(shí)腹式：良好的延性和耗能能力2）空腹式：,,,21,22,23,24,25,26,27,28,29,在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中

11、，鋼筋的表面積與截面積比值較大，且一般鋼筋表面帶肋，在有足夠的錨固長(zhǎng)度時(shí)，鋼筋與混凝土交界面的粘結(jié)強(qiáng)度可以保證兩者變形協(xié)調(diào)，共同受力。型鋼表面積與截面積比值較小，表面平整，粘結(jié)強(qiáng)度比較小，兩者之間易產(chǎn)生滑移。因此，僅靠粘結(jié)強(qiáng)度難以保證型鋼與混凝土的共同工作。型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)中型鋼與混凝土共同工作的標(biāo)志是兩者之間僅存在可以忽略的相對(duì)滑移。因此，必須采取相應(yīng)的措施保證型鋼與混凝土共同工作。,2、型鋼與混凝土結(jié)構(gòu)的粘結(jié)滑移性能,30,

12、第一節(jié) 一般要求和結(jié)構(gòu)的整體作用,措施：配置充滿型實(shí)腹型鋼抗剪連接件，配置必要的縱筋和箍筋限值型鋼板材的寬厚比,,,31,32,第一節(jié) 一般要求和結(jié)構(gòu)的整體作用,2、型鋼與混凝土結(jié)構(gòu)的粘結(jié)滑移性能配置充滿型實(shí)腹型鋼當(dāng)梁上翼緣處于截面受壓區(qū)，且配置一定的構(gòu)造鋼筋時(shí)，型鋼與混凝土能保持較好的共同工作，截面應(yīng)變分布基本上符合平截面假定,,,33,第一節(jié) 一般要求和結(jié)構(gòu)的整體作用,2、型鋼與混凝土結(jié)構(gòu)的粘結(jié)滑移性能抗剪連接件

13、當(dāng)鋼梁全截面受拉且未在鋼梁上翼緣配置抗剪連接件，則當(dāng)截面拉應(yīng)力較大時(shí)，型鋼上翼緣與混凝土交界面處的較大剪力將使交界面發(fā)生粘結(jié)破壞，出現(xiàn)縱向裂縫。,,,,,34,第一節(jié) 一般要求和結(jié)構(gòu)的整體作用,2、型鋼與混凝土結(jié)構(gòu)的粘結(jié)滑移性能配置必要的縱筋和箍筋箍筋除了增強(qiáng)截面抗剪承載力外，約束核心混凝土的作用尤為突出，能夠增強(qiáng)構(gòu)件塑性鉸區(qū)的變形能力和耗能能力，是保證混凝土和型鋼、縱向鋼筋共同工作的重要因素（防止保護(hù)層在破壞階段時(shí)嚴(yán)重剝落）,,

14、,35,2、型鋼與混凝土結(jié)構(gòu)的粘結(jié)滑移性能,限制鋼板材寬厚比,36,37,型鋼混凝土的粘結(jié)滑移,,,混凝土,型鋼,,自然粘結(jié)作用,,連接作用,化學(xué)膠結(jié)力,,,化學(xué)膠結(jié)力,,摩擦阻力,,摩擦阻力,,機(jī)械咬合力,,,連接材料,,連接材料,,剪切連接件,,,,,型鋼混凝土構(gòu)件,,型鋼混凝土結(jié)構(gòu),型鋼混凝土的粘結(jié)滑移,,,型鋼混凝土的粘結(jié)滑移,,38,由于型鋼混凝土之間的粘結(jié)作用，型鋼才能與混凝土共同工作、共同承擔(dān)荷載，

15、組合成為一種真正的“組合”結(jié)構(gòu)。試驗(yàn)研究結(jié)果表明，未設(shè)置剪力連接件的構(gòu)件，在荷載約達(dá)到極限荷載的80%前，型鋼與混凝土基本上能共同工作，在80%極限荷載以后，二者間有較大的相對(duì)滑移產(chǎn)生，變形不能協(xié)調(diào)一致。,39,推出試驗(yàn),短柱試驗(yàn),推出試驗(yàn)方案,40,型鋼混凝土結(jié)構(gòu)中，由于粘結(jié)滑移的存在將直接影響到構(gòu)件的受力性能、破壞形態(tài)、構(gòu)件承載能力、裂縫和變形計(jì)算。而正是由于對(duì)型鋼混凝土粘結(jié)滑移的不同的考量，各國(guó)關(guān)于型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的規(guī)范和規(guī)程存在

16、較大的差異,41,在高層和超高層建筑的型鋼混凝土框架結(jié)構(gòu)中，作用在梁上的豎向荷載是通過(guò)型鋼與混凝土之間的粘結(jié)作用將剪力傳遞到混凝土中，最終使型鋼與混凝土共同承載受力，梁上的內(nèi)力也是通過(guò)型鋼與混凝土的粘結(jié)作用傳遞到節(jié)點(diǎn)與柱的混凝土中。為了充分發(fā)揮混凝土的承載作用，就應(yīng)該保證型鋼與混凝土之間的粘結(jié)作用足夠大。,42,型鋼混凝土結(jié)構(gòu)，錨固問(wèn)題主要存在于型鋼混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)、型鋼混凝土柱腳、型鋼混凝土簡(jiǎn)支梁梁端以及型鋼混凝土剪力墻中。在目前的設(shè)計(jì)

17、應(yīng)用中，都是按照構(gòu)造要求采用加設(shè)剪力連接件的辦法加強(qiáng)型鋼混凝土構(gòu)件的錨固作用。,43,,型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)的一般要求,,一般要求型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C30?？v向受力鋼筋直徑不宜小于16mm，與型鋼的凈間距不宜小于30mm。箍筋應(yīng)做成封閉箍筋。而且混凝土保護(hù)層最小厚度應(yīng)符合《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》。型鋼混凝土構(gòu)件中的型鋼鋼板厚度不宜小于6mm。而且為保證型鋼和混凝土的共同作用需設(shè)置抗剪連接件。,,,,,44,型鋼混

18、凝土構(gòu)件混凝土最小保護(hù)層厚度,45,型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)的一般要求,,,截面形式和構(gòu)造截面形式有矩形、T形等。構(gòu)造要求（1）截面寬度不宜小于300mm，截面高寬比不宜大于4.（2）梁中縱向受拉鋼筋不宜超過(guò)兩排，如需超過(guò)兩排，施工上應(yīng)采取分層澆筑等措施，以保證梁底混凝土的密實(shí)。,46,型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)的一般要求,,,截面形式和構(gòu)造（3）梁的截面高度大于或等于500mm時(shí)，應(yīng)在梁的兩側(cè)沿高度方向每隔200mm設(shè)置一根縱向附加鋼筋。

19、（4）在梁支座處和上翼緣承受較大固定集中荷載處，應(yīng)于型鋼腹板兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置支撐加勁肋，以利于承受剪力。（5）梁中箍筋的配置應(yīng)符合《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定。,47,型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)的一般要求,,,截面形式和構(gòu)造（6）在轉(zhuǎn)換層大梁或托柱梁等主要承受豎向重力荷載的梁中，梁端部型鋼上翼緣宜增設(shè)栓釘抗剪連接件。（7）型鋼混凝土框架梁中配置桁架式型鋼，桁架壓桿的長(zhǎng)細(xì)比宜小于120.（8）開孔型鋼混凝土框架梁中的孔位宜設(shè)置在剪力較小截面

20、附近，且宜采用圓形。,48,圓形孔孔口加強(qiáng)措施,49,第二節(jié) 型鋼混凝土框架梁,1、截面形式和構(gòu)造2、正截面受彎承載力3、斜截面受剪承載力4、變形和裂縫寬度驗(yàn)算,,,50,第二節(jié) 型鋼混凝土框架梁,1、截面形式和構(gòu)造1.2 構(gòu)造要求：1）截面尺寸，相應(yīng)的配筋要求；2）保證剛度的措施；3）轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)要求；4）保證“強(qiáng)剪弱彎”；5）其他特殊要求；,,,51,第二節(jié) 型鋼混凝土框架梁,2、正截面受彎承載力2.1

21、梁的受彎性能：oa段：受拉混凝土未開裂，型鋼和混凝土的應(yīng)力均較小，P－f關(guān)系為直線，截面受力處于彈性階段。,,,52,第二節(jié) 型鋼混凝土框架梁,2、正截面受彎承載力2.1 梁的受彎性能：ab段：達(dá)到a點(diǎn)，梁受拉區(qū)開始出現(xiàn)裂縫，隨荷載的增加，裂縫不斷發(fā)展并逐漸趨于穩(wěn)定，梁開裂后的截面剛度雖然有所減小，但其減小程度比鋼筋混凝土梁小，鋼截面剛度大，型鋼與鋼筋仍處于彈性狀態(tài)。,,,53,第二節(jié) 型鋼混凝土框架梁,2、

22、正截面受彎承載力2.1 梁的受彎性能：bc段：隨著荷載增加，受力鋼筋和型鋼受拉翼緣先后達(dá)到屈服，截面剛度有較大降低，型鋼腹板有一個(gè)自下而上逐漸進(jìn)入屈服狀態(tài)。,,,54,第二節(jié) 型鋼混凝土框架梁,2、正截面受彎承載力2.1 梁的受彎性能：cd段：在c點(diǎn)，荷載達(dá)到最大值，受壓區(qū)混凝土壓碎，保護(hù)層剝落的范圍和程度都比鋼筋混凝土梁大，梁的受彎承載力也隨之降低。,,,55,第二節(jié) 型鋼混凝土框架梁,2、正截面受彎承

23、載力2.1 梁的受彎性能：de段：這一段梁的承載力主要依靠型鋼維持，變形可以持續(xù)發(fā)展很長(zhǎng)一段時(shí)間，延性性能比鋼筋混凝土梁優(yōu)越。,,,56,梁試驗(yàn)截面圖,試件破壞過(guò)程：,M=15-20%Mu 純彎段出現(xiàn)裂縫，并隨荷載增加而開展 裂縫到達(dá)型鋼下翼緣后出現(xiàn)停滯，不再向上發(fā)展,M=50%Mu 裂縫基本出齊，且均為豎縫

24、 加載到一定階段出現(xiàn)斜裂縫，指向加載點(diǎn),M=繼續(xù)增加 受拉翼緣屈服－－腹板屈服－－裂縫隨之發(fā)展,M= 80%Mu 受壓翼緣出現(xiàn)水平粘結(jié)裂縫－－貫通－－保護(hù)層脫 落，混凝土壓碎,,試驗(yàn)結(jié)果分析：,破壞過(guò)程 受拉纖維部分或全部屈服－－受壓混凝土壓碎－－極限,型鋼位置影響 全高配置型鋼時(shí)，粘結(jié)劈裂嚴(yán)重

25、 拉區(qū)配置型鋼時(shí)，劈裂不嚴(yán)重，類似于鋼筋混凝土梁,應(yīng)變分布 初期平截面；后期壓區(qū)應(yīng)變滯后，應(yīng)力重分布,鋼梁無(wú)屈曲發(fā)生,滑移的影響 變形不協(xié)調(diào)，但對(duì)承載力影響不大,受壓區(qū)混凝土應(yīng)力分布 可按鋼筋混凝土一樣換算,59,梁破壞形態(tài)和裂縫分布圖,型鋼應(yīng)力應(yīng)變圖,60,結(jié)論：由梁的破壞形態(tài)圖和應(yīng)力應(yīng)變圖可分析出1）鋼骨混凝土梁的破壞特征為受壓區(qū)混凝土被壓碎。2）構(gòu)件喪失最大承載力后，變形性能良好，并且保留相當(dāng)?shù)某休d力

26、。3）型鋼與外包混凝土的粘結(jié)作用在最大荷載之前一般不會(huì)被破壞。仍可以假定梁截面中型鋼與混凝土的應(yīng)變符合平截面假定。4）受壓區(qū)型鋼保護(hù)層越小，粘結(jié)劈裂裂縫越為嚴(yán)重。和型鋼配置有關(guān)，全高配置型鋼時(shí)，粘結(jié)劈裂嚴(yán)重；拉區(qū)配置型鋼時(shí)，劈裂不嚴(yán)重，類似于鋼筋混凝土梁。5）在型鋼混凝土構(gòu)件中型鋼不需增加任何加勁肋板，計(jì)算時(shí)也不需考慮型鋼局部失穩(wěn)。,61,62,第二節(jié) 型鋼混凝土框架梁,2、正截面受彎承載力計(jì)算2.1 以平截面假定為基礎(chǔ)的計(jì)

27、算方法：（1）基本假定：1）截面應(yīng)變分布符合平截面假定，型鋼與混凝土之間無(wú)相對(duì)滑移；2）不考慮混凝土抗拉強(qiáng)度；3）取受壓邊緣混凝土極限壓應(yīng)變0.003，相應(yīng)的最大壓應(yīng)力取混凝土軸心受壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值4）型鋼腹板的應(yīng)力圖取為拉、壓梯形應(yīng)力圖形。設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，簡(jiǎn)化為等效矩形應(yīng)力。,,,63,型鋼混凝土結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不同，往往不是根據(jù)內(nèi)力計(jì)算出鋼筋面積或型鋼面積，然后選擇配筋或型鋼的大小，而是梁斷面確定后，先配置型鋼，然

28、后驗(yàn)算其承載能力是否滿足。對(duì)于配鋼的形式與型鋼的尺寸應(yīng)當(dāng)盡量?jī)?yōu)化，在保證安全的前提下，盡量配得構(gòu)件受力合理（尤其是型鋼）而且經(jīng)濟(jì)，這就需要豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)以及工程界人士進(jìn)一步深入研究。,64,第二節(jié) 型鋼混凝土框架梁,2、正截面受彎承載力2.3 以平截面假定為基礎(chǔ)的計(jì)算方法：（2）正截面受彎承載力：把型鋼拉翼緣屈服，破壞時(shí)達(dá)到型鋼的受拉（壓）強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fs,,,型鋼混凝土梁正截面計(jì)算時(shí)，根據(jù)中和軸位置不同分： ①在型鋼腹板

29、中通過(guò)；②不通過(guò)型鋼；③中和軸恰好在型鋼受壓翼緣中通過(guò)。,65,情況③可以作為判別其他兩種情況的界限，其應(yīng)力如圖所示。,圖 中和軸在型鋼受壓翼緣中通過(guò)時(shí)的應(yīng)力圖形,為保證受拉翼緣屈服，受壓區(qū)高度x還應(yīng)滿足：,由于中和軸在型鋼上翼緣通過(guò)，可認(rèn)為其應(yīng)力為零，不考慮上翼緣作用由力的平衡可得此時(shí)受壓區(qū)高度:,（5.3.1）,——型鋼受拉（壓）強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,——型鋼下翼緣截面面積,67,如果求得的 之間，即按此種情況

30、考慮,其極限彎矩為（對(duì)型鋼上翼緣邊緣取矩）,其中因?yàn)橐砭壈搴?比型鋼高度 小得多，因此取力臂時(shí)忽略翼緣板厚的影響,如果上下翼緣面積相等 ，即型鋼對(duì)稱，則,其中 為型鋼全截面面積；符號(hào)： —梁全高； —型鋼截面高； —梁寬； -分別表示受拉鋼筋重心至受拉區(qū)邊緣和受壓鋼筋重心至受壓區(qū)邊緣的距離； -分別為型鋼下翼緣至受拉邊緣和型鋼上翼緣至受壓區(qū)邊緣的距離

31、； -分別為受拉鋼筋和受壓鋼筋的截面積； -分別為型鋼下翼緣與上翼緣的截面積； -型鋼腹板厚度； -分別為受拉鋼筋、受壓鋼筋型鋼的設(shè)計(jì)強(qiáng)度。,承載能力計(jì)算公式,2)如果按5.3.1式計(jì)算得的 ，屬于第一種情況，即中和軸在型鋼腹板中通過(guò)（①），按下列應(yīng)力圖形（圖）計(jì)算。,圖 中和軸在型鋼腹板中通過(guò)時(shí)的應(yīng)力圖形,此時(shí)應(yīng)根據(jù)力的平衡重新計(jì)算受壓區(qū)高度，一般地

32、如果一般地 當(dāng)型鋼對(duì)稱,即,（5.3.5a）,（5.3.5b）,（5.3.6）,(5.3.5),,則,,則,對(duì)中和軸取矩，可得極限彎矩,同樣承載能力計(jì)算應(yīng)有 且保證否則，仍按第三種情況即（5.2）式計(jì)算為了保證型鋼受拉翼緣屈服，還必須滿足（5.3）式，在第一種情況中，如果 ，此條件一般都能滿足，不必驗(yàn)算，如果上下翼緣不等的配鋼，（5.3）式不能滿足時(shí)，應(yīng)加大受壓翼緣

33、 的面積。3)如果按（5.3.1）式求得的 ，則屬于第二種情況，即中和軸不通過(guò)型鋼（②），此時(shí)按下壓力圖形（圖5.8）計(jì)算 根據(jù)力的平衡，可得受壓區(qū)高度 必須滿足 ，（且必須滿足5.3式以保證型鋼下翼緣屈服，如不滿足5.3式要求，則應(yīng)調(diào)整配鋼）,（5.3.7）,圖 中和軸不通過(guò)型鋼的應(yīng)力圖形,如果尚有則能保證型鋼全截面屈服，此時(shí)極限承載能力按下式計(jì)算若則說(shuō)明中和軸距上

34、翼緣很近，不考慮上翼緣作用可按情況三計(jì)算（ 5.2 ）,然后對(duì)型鋼上翼緣取矩，可得極限承載能力,（5.7）,（5.8）,（5.9）,（5.10）,74,第二節(jié) 型鋼混凝土框架梁,2、正截面受彎承載力2.3 以平截面假定為基礎(chǔ)的計(jì)算方法：（2）正截面受彎承載力：非抗震設(shè)計(jì),,,75,第二節(jié) 型鋼混凝土框架梁,2、正截面受彎承載力2.3 以平截面假定為基礎(chǔ)的計(jì)算方法：（2）正截面受彎承載力：抗震設(shè)計(jì),,,76,第二節(jié)

35、 型鋼混凝土框架梁,2、正截面受彎承載力2.3 以平截面假定為基礎(chǔ)的計(jì)算方法：（2）正截面受彎承載力：當(dāng),,,77,第二節(jié) 型鋼混凝土框架梁,2、正截面受彎承載力2.3 以平截面假定為基礎(chǔ)的計(jì)算方法：（2）正截面受彎承載力： 型鋼腹板上端處于受壓區(qū) 型鋼腹板下端處于受拉區(qū)符合此種情況的破壞，即適筋梁破壞,,,78,第二節(jié) 型鋼混凝土框架梁,2、正

36、截面受彎承載力2.3 以平截面假定為基礎(chǔ)的計(jì)算方法：（2）正截面受彎承載力：截面界限相對(duì)受壓區(qū)高度,,,79,第二節(jié) 型鋼混凝土框架梁,『例3.2.1』1）型鋼截面受彎承載力2）鋼筋混凝土部分的彎矩設(shè)計(jì)值3）設(shè)采用兩排四根縱向鋼筋，則,,,80,第二節(jié) 型鋼混凝土框架梁,『例3.2.1』4） 混凝土截面抵抗系數(shù),,,81,第二節(jié) 型鋼混凝土框架梁,『例3.2.2』1） 不考慮受壓鋼筋混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30，α

37、1＝1.0 β1＝0.8,,,82,第二節(jié) 型鋼混凝土框架梁,『例3.2.2』由平衡方程,,,83,第二節(jié) 型鋼混凝土框架梁,『例3.2.2』,,,由平衡方程,,,84,第二節(jié) 型鋼混凝土框架梁,『例3.2.2』按構(gòu)造要求：選用4φ16（As＝804mm2）,,,基于平截面假定的計(jì)算方法計(jì)算較為繁復(fù)，但能較好反映鋼材和混凝土的共同作用。簡(jiǎn)單疊加法計(jì)算簡(jiǎn)單，但偏于保守,85,第二節(jié) 型鋼混凝土框架梁,3、斜截面受

38、剪承載力3.1 斜截面受剪性能和破壞形態(tài)破壞形態(tài)主要有三種類型：,,,86,第二節(jié) 型鋼混凝土框架梁,3、斜截面受剪承載力3.1 斜截面受剪性能和破壞形態(tài)破壞形態(tài)主要有三種類型：（1）斜壓破壞剪跨比λ<1.0，以及1.0~1.5 且含鋼率較大的情況,,,87,在梁腹首先出現(xiàn)斜裂縫，延伸至支座和加載點(diǎn)附近,當(dāng)荷載加至極限荷載時(shí)，在臨界裂縫上、下出現(xiàn)幾條大致平行裂縫，在梁端分割成若干斜壓桿。由于型鋼存在，腹

39、板承受拉應(yīng)力，對(duì)砼受壓變形起約束作用，故砼斜壓桿不大可能在型鋼腹板屈服前壓碎，型鋼屈服后，砼裂縫間骨料咬合作用喪失，砼桿壓碎。,剪切斜壓破壞,88,第二節(jié) 型鋼混凝土框架梁,3、斜截面受剪承載力3.1 斜截面受剪性能和破壞形態(tài)破壞形態(tài)主要有三種類型：（2）剪切粘結(jié)破壞不配箍筋或箍筋很少、且剪跨比較大的情況型鋼與混凝土的粘結(jié)力極易喪失，傳遞剪力的能力降低，于是在型鋼翼緣外側(cè)的混凝土中產(chǎn)生應(yīng)力集中在型鋼翼緣附加產(chǎn)生劈裂裂縫

40、，沿型鋼翼緣水平方向發(fā)展，導(dǎo)致保護(hù)層脫落,,,89,砼與型鋼之間粘結(jié)力包括砼中水泥膠體的化學(xué)膠結(jié)力和砼與型鋼之間的摩擦力。砼與型鋼之間粘結(jié)力僅為光面鋼筋和砼間粘結(jié)力的1/2。加載初期：型鋼與砼共同工作。荷載加大；膠結(jié)力減小至完全喪失 靠摩擦力抵抗相對(duì)滑移 型鋼翼緣外兩側(cè)砼產(chǎn)生應(yīng)力集中達(dá)到砼抗拉強(qiáng)度時(shí) 產(chǎn)生劈裂裂縫 砼退出工作 形成貫通劈裂裂 混凝土保護(hù)層較大

41、范圍剝落 構(gòu)件喪失承載力。,,,,,,,90,剪切粘結(jié)破壞裂縫圖,結(jié)論：1）對(duì)配置實(shí)腹式型鋼的型鋼梁剪切粘結(jié)破壞現(xiàn)象比較突出（配置實(shí)腹式型鋼的型鋼梁必須配置適量箍筋）。2）對(duì)設(shè)置輔助箍筋的鋼骨砼梁，可減輕粘結(jié)破壞。3）當(dāng)梁上作用均布荷載時(shí)，可提高型鋼與砼之間摩擦力，改善粘結(jié)情況。,91,第二節(jié) 型鋼混凝土框架梁,3、斜截面受剪承載力3.1 斜截面受剪性能和破壞形態(tài)破壞形態(tài)主要有三種類型：（3）剪壓破壞剪跨比

42、 斜裂縫端部剪壓區(qū)混凝土在正應(yīng)力和剪應(yīng)力的共同作用下被壓碎,,,92,當(dāng)荷載加至砼受拉邊緣應(yīng)力達(dá)到砼抗拉強(qiáng)度時(shí)，在梁底部出現(xiàn)垂直彎曲裂縫，彎曲裂縫發(fā)展至型鋼翼緣處，受到型鋼約束，變形發(fā)展緩慢。隨著荷載增大，剪力增大，主拉應(yīng)力達(dá)到砼抗拉強(qiáng)度時(shí)，砼產(chǎn)生彎剪斜裂縫，退出工作。型鋼承擔(dān)剪力，首先出現(xiàn)剪切屈服。后在彎剪共同作用下，剪壓區(qū)砼壓碎破壞。,彎剪破壞裂縫圖,93,第二節(jié) 型鋼混凝土框架梁,3、斜截面受剪承載力3.1

43、斜截面受剪性能和破壞形態(tài)型鋼混凝土與鋼筋混凝土梁的受剪性能：（1）斜裂縫出現(xiàn)時(shí)。實(shí)腹式型鋼具有較大的抗剪剛度，而且在梁中腹板是連續(xù)分布的，對(duì)斜裂縫的開展起著較好的抑制作用。（2）斜裂縫出現(xiàn)后，型鋼腹板的貢獻(xiàn)使梁的受剪承載力大為提高。（3）具有較好的延性破壞特征。鋼骨腹板屈服到最大承載力之前有較長(zhǎng)的過(guò)程,,,94,第二節(jié) 型鋼混凝土框架梁,3、斜截面受剪承載力3.1 斜截面受剪性能和破壞形態(tài)型鋼混凝土與鋼筋混凝土梁的受剪性能

44、：（4）可能會(huì)發(fā)生剪切粘結(jié)破壞。型鋼與混凝土交界面粘結(jié)強(qiáng)度較低，型鋼混凝土梁破壞時(shí)受壓側(cè)保護(hù)層混凝土剝離范圍大，設(shè)計(jì)中應(yīng)通過(guò)配置必要的構(gòu)造箍筋、增加型鋼外圍混凝土厚度等措施來(lái)提高剪切粘結(jié)承載力。,,,95,第二節(jié) 型鋼混凝土框架梁,3、斜截面受剪承載力3.1 斜截面受剪性能和破壞形態(tài)型鋼混凝土與鋼筋混凝土梁的受剪性能：（5）受力過(guò)程中，由于受混凝土的約束，在滿足寬厚比的條件下，型鋼腹板不會(huì)發(fā)生局部屈曲，其強(qiáng)度能得以充分發(fā)揮，同

45、時(shí)，型鋼本身可以承擔(dān)相當(dāng)大的剪力，型鋼混凝土梁的斜截面受剪承載力遠(yuǎn)比鋼筋混凝土梁高。,,,96,97,第二節(jié) 型鋼混凝土框架梁,3、斜截面受剪承載力3.2 影響斜截面受剪性能的因素（1）剪跨比集中荷載作用下，剪跨比反映了梁中彎、剪應(yīng)力之比剪跨比較小時(shí)，剪跨段內(nèi)正應(yīng)力較小，剪應(yīng)力起控制作用。型鋼腹板在近似純剪應(yīng)力狀態(tài)下達(dá)到屈服強(qiáng)度，混凝土短柱發(fā)生剪切斜壓破壞。剪跨比較大（1.5～2），剪跨段內(nèi)正應(yīng)力較大剪壓破壞剪切粘結(jié)破壞

46、,,,98,99,第二節(jié) 型鋼混凝土框架梁,3、斜截面受剪承載力3.2 影響斜截面受剪性能的因素（1）剪跨比剪跨比（>2）時(shí)，梁的承載力往往由彎曲應(yīng)力控制，一般發(fā)生彎曲破壞型鋼混凝土梁不會(huì)發(fā)生斜拉破壞，型鋼腹板可以有效阻止斜拉裂縫的產(chǎn)生。均布荷載下，型鋼混凝土梁的斜裂縫靠近支座，型鋼腹板中正應(yīng)力相對(duì)較小，承載力主要由剪應(yīng)力控制，型鋼腹板的受力基本上接近純剪。,,,100,第二節(jié) 型鋼混凝土框架梁,3、斜截面受剪承載力

47、3.2 影響斜截面受剪性能的因素（2）型鋼腹板含鋼率含鋼率：ρ＝Aw/bh0由于型鋼腹板的剛度較大，斜裂縫出現(xiàn)前，其剪應(yīng)變與混凝土的基本一致。斜裂縫出現(xiàn)后，由于型鋼對(duì)腹部的混凝土有約束作用，梁的抗剪剛度降低不多；型鋼腹板屈服后，對(duì)混凝土的約束喪失，梁的抗剪剛度降低較快，變形增大。但其極限變形遠(yuǎn)大于混凝土梁，表現(xiàn)出較好的延性性能。,,,101,102,,103,104,第二節(jié) 型鋼混凝土框架梁,3、斜截面受剪承載力3.2 影

48、響斜截面受剪性能的因素（3）配箍率配箍率：ρsv＝Asv/bs裂縫出現(xiàn)前，箍筋的應(yīng)力很小，基本不起作用；設(shè)計(jì)合理的適筋梁，剪壓破壞時(shí)，箍筋基本屈服；箍筋的約束作用還能有效防止型鋼翼緣與混凝土交界面的剪切破壞,,,105,第二節(jié) 型鋼混凝土框架梁,3、斜截面受剪承載力3.2 影響斜截面受剪性能的因素（4）型鋼翼緣寬度與梁寬度比bf /b型鋼翼緣對(duì)梁腹部混凝土具有約束作用，能提高梁的承載力和變形能力；但是，如果比值過(guò)大，

49、使梁側(cè)混凝土保護(hù)層厚度過(guò)小，容易產(chǎn)生剪切粘結(jié)破壞,,,106,第二節(jié) 型鋼混凝土框架梁,3、斜截面受剪承載力3.2 影響斜截面受剪性能的因素（5）混凝土強(qiáng)度等級(jí)一般，混凝土部分受剪承載力隨混凝土強(qiáng)度提高而提高；剪跨比一定時(shí)，抗剪承載力隨混凝土強(qiáng)度提高剪跨比較小時(shí)，增長(zhǎng)率較大剪跨比較大時(shí)，增長(zhǎng)率較小,,,107,第二節(jié) 型鋼混凝土框架梁,3、斜截面受剪承載力3.3 斜截面受剪承載力計(jì)算1）將腹板看作連續(xù)分布的箍筋，采用

50、混凝土梁的計(jì)算方法含鋼量小時(shí)，基本符合實(shí)際2）剪力分配計(jì)算方法荷載的反復(fù)作用型鋼與混凝土之間的粘結(jié)作用喪失，剪力由型鋼部分和鋼筋混凝土部分一起承擔(dān)計(jì)算較復(fù)雜，不易準(zhǔn)確,,,108,第二節(jié) 型鋼混凝土框架梁,3、斜截面受剪承載力3.3 斜截面受剪承載力計(jì)算3）疊加方法用型鋼部分與鋼筋混凝土部分受剪承載力之和作為型鋼混凝土構(gòu)件的受剪承載力我國(guó)采用此種方法,,,109,第二節(jié) 型鋼混凝土框架梁,3、斜截面受剪承載力3.3

51、 斜截面受剪承載力計(jì)算（1）計(jì)算公式型鋼混凝土梁在斜截面受剪的過(guò)程中，型鋼腹板先屈服，而后斜壓短柱（斜壓破壞）或剪壓區(qū)（剪壓破壞）混凝土被壓碎而達(dá)到極限狀態(tài)，同時(shí)箍筋屈服。斜截面受剪承載力計(jì)算公式可采用箍筋混凝土部分Vac和型鋼部分Va疊加：,,,110,圖 彎曲剪切破壞時(shí)的應(yīng)力圖形,111,第二節(jié) 型鋼混凝土框架梁,3、斜截面受剪承載力3.3 斜截面受剪承載力計(jì)算（1）計(jì)算公式VRC由混凝土部分受剪承載力Vc、斜裂縫

52、相交的箍筋承擔(dān)的剪力Vsv疊加：,,,,112,第二節(jié) 型鋼混凝土框架梁,3、斜截面受剪承載力3.3 斜截面受剪承載力計(jì)算（1）計(jì)算公式型鋼受剪承載力，由型鋼腹板受剪承載力VRC提供，一般假定型鋼全截面受剪：,,,113,第二節(jié) 型鋼混凝土框架梁,3、斜截面受剪承載力3.3 斜截面受剪承載力計(jì)算（1）計(jì)算公式非抗震設(shè)計(jì)：抗震設(shè)計(jì)：,,,114,115,當(dāng)以集中荷載為主時(shí)，型鋼混凝土獨(dú)立梁的斜截面受剪承載力應(yīng)按下列公

53、式：非抗震設(shè)計(jì),抗震設(shè)計(jì)：,116,117,（3）截面限制條件非抗震設(shè)計(jì),抗震設(shè)計(jì)：,118,第二節(jié) 型鋼混凝土框架梁,『例』某鋼骨混凝土簡(jiǎn)支梁，計(jì)算跨度l=5m，承受均布荷載，其中恒載設(shè)計(jì)值g=12 kN/ m，活載設(shè)計(jì)值q=14 kN/ m，梁的截面尺寸b×h=250×500mm，as=35mm，鋼梁中型鋼的腹板厚度為8mm，腹板的高度214mm，型鋼和縱筋均為Ⅰ級(jí)鋼，fay=fy=210N/ mm2，混凝

54、土強(qiáng)度等級(jí)為C25，fc=11.9N/ mm2，試驗(yàn)算此梁斜截面抗剪承載力.,,,119,第二節(jié) 型鋼混凝土框架梁,『解』,,,,120,第二節(jié) 型鋼混凝土框架梁,4、變形和裂縫寬度驗(yàn)算4.1 剛度計(jì)算影響梁的剛度因素：型鋼含量縱向受拉鋼筋含量相同荷載時(shí)，型鋼混凝土梁的剛度比鋼筋混凝土梁有所提高在正常使用極限狀態(tài)下的撓度，可根據(jù)構(gòu)件的剛度用結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法計(jì)算,,,121,第二節(jié) 型鋼混凝土框架梁,4、變形和裂縫寬度驗(yàn)算

55、4.1 剛度計(jì)算裂縫出現(xiàn)以前，型鋼混凝土梁截面基本上處于彈性狀態(tài)，截面剛度可按換算截面的彈性剛度計(jì)算；在正常使用荷載下，梁是帶裂縫工作的裂縫出現(xiàn)后，純彎段內(nèi)的平均應(yīng)變符合平截面假定，可認(rèn)為型鋼部分與鋼筋混凝土部分保持變形協(xié)調(diào)；,,,122,第二節(jié) 型鋼混凝土框架梁,4、變形和裂縫寬度驗(yàn)算4.1 剛度計(jì)算正常使用階段的截面抗彎剛度等于鋼筋混凝土截面抗彎剛度和型鋼截面抗彎剛度的疊加,,,123,第二節(jié) 型鋼混凝土框架梁,4、變

56、形和裂縫寬度驗(yàn)算4.1 剛度計(jì)算荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下型鋼混凝土框架梁截面的剛度（短期剛度），鋼筋混凝土部分的截面剛度可按下式計(jì)算,,,124,第二節(jié) 型鋼混凝土框架梁,4、變形和裂縫寬度驗(yàn)算4.1 剛度計(jì)算長(zhǎng)期荷載作用下，型鋼混凝土梁的截面剛度,,,125,126,127,128,129,130,131,132,133,134,第三節(jié) 型鋼混凝土框架柱,1、柱的軸壓比2、構(gòu)造要求3、正截面受壓承載力4、斜截面受剪承載力,

57、,,135,第三節(jié) 型鋼混凝土框架柱,1、柱的軸壓比影響柱的延性主要因素之一：隨軸壓比增大，延性降低；規(guī)定軸壓比限值是保證框架柱延性性能和耗能能力的必要條件軸壓比相同時(shí)，型鋼混凝土柱比鋼筋混凝土柱具有更好的滯回特性和延性性能因此需考慮型鋼的有利作用,,,136,第三節(jié) 型鋼混凝土框架柱,2、構(gòu)造要求2.1 箍筋截面的配箍率越高，柱的延性越好箍筋的約束作用混凝土使極限變形增大矩形箍筋的體積配筋率：螺旋箍筋的體積

58、配筋率：,,,137,第三節(jié) 型鋼混凝土框架柱,2、構(gòu)造要求2.2 型鋼受力型鋼的含鋼率不宜小于4％，且不宜大于10％；一定數(shù)量的型鋼才能使其具有比鋼筋混凝土柱更高的承載力和更好的延性若按構(gòu)造要求配置型鋼，可不受這一規(guī)定,,,138,第三節(jié) 型鋼混凝土框架柱,2、構(gòu)造要求2.3 縱向受力鋼筋全部縱向受力鋼筋的配筋率不宜小于0.8％，以使型鋼能在混凝土、縱向鋼筋和箍筋的約束下發(fā)揮其強(qiáng)度和塑性性能；由于框架柱承受的彎矩

59、和軸力較大，因此柱內(nèi)縱向受力鋼筋直徑不宜小于16mm，凈距不宜小于60mm，以便澆注混凝土縱向鋼筋截?cái)嗖粦?yīng)在中間各層節(jié)點(diǎn)處，其框架節(jié)點(diǎn)區(qū)的錨固和搭接應(yīng)符合《混凝土規(guī)范》,,,3.1 軸心受壓柱,破壞過(guò)程；,彈性受力階段；型鋼和縱向鋼筋屈服——變形加大；混凝土達(dá)極限壓應(yīng)變——壓碎。,破壞時(shí)特征；,臨近破壞時(shí)，出現(xiàn)縱向裂縫，類似混凝土棱柱體受壓破壞；無(wú)混凝土的剝離和鼓脹現(xiàn)象；型鋼沒(méi)發(fā)生屈曲。,3、正截面受壓承載力,有關(guān)結(jié)論；,鋼骨

60、混凝土軸壓柱破壞類似混凝土棱柱體受壓破壞；型鋼和混凝土變形協(xié)調(diào)，可采用疊加原理計(jì)算；箍筋可提高延性，但對(duì)強(qiáng)度提高不明顯，可按非約束混凝土考慮;破壞時(shí)型鋼和鋼筋一般可達(dá)屈服強(qiáng)度；破壞時(shí)混凝土強(qiáng)度接近于軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。,軸壓柱承載力計(jì)算,長(zhǎng)柱的承載力計(jì)算；,,—混凝土的凈截面面積，即應(yīng)扣除鋼筋和型鋼部分；,—型鋼的有效凈截面面積，即應(yīng)扣除孔洞削弱的部分；,,,（1）大小偏壓界限,3.12 配實(shí)腹式型鋼的偏心受壓柱的試驗(yàn)研究,配實(shí)

61、腹型鋼偏心受壓柱有兩種破壞形式: 受壓破壞(小偏心受壓破壞)拉壓破壞(大偏心受壓破壞),144,第三節(jié) 型鋼混凝土框架柱,3、正截面受壓承載力3.1 柱的受力性能和破壞形態(tài)（1）受壓破壞（小偏心受壓）受拉鋼筋沒(méi)有屈服，破壞前拉區(qū)橫向裂縫出現(xiàn)較遲，或不出現(xiàn)；破壞時(shí)柱高中部附近混凝土保護(hù)層突然壓碎剝落，縱向裂縫迅速向上、下兩端延伸，最后壓區(qū)混凝土被壓碎，承載力急劇下降；,,,小偏心受壓破壞：遠(yuǎn)離壓力側(cè)鋼梁和鋼筋或受拉或受壓，

62、一般達(dá)不到屈服,145,第三節(jié) 型鋼混凝土框架柱,3、正截面受壓承載力3.1 柱的受力性能和破壞形態(tài)（2）拉壓破壞（大偏心破壞）柱受拉側(cè)混凝土開裂，出現(xiàn)垂直裂縫。繼續(xù)加載受拉鋼筋和型鋼受拉翼緣屈服破壞時(shí)，混凝土被壓碎；一般受壓鋼筋和型鋼受壓翼緣也達(dá)到屈服強(qiáng)度,,,大偏壓受壓破壞：受拉側(cè)鋼梁、鋼筋可達(dá)屈服,146,第三節(jié) 型鋼混凝土框架柱,3、正截面受壓承載力3.1 柱的受力性能和破壞形態(tài)（3）界限破壞型鋼混凝土柱沒(méi)有

63、典型的界限破壞一般以型鋼受拉翼緣受拉屈服與受壓邊緣混凝土極限壓應(yīng)變同時(shí)發(fā)生的情況定義為型鋼混凝土柱的界限破壞。,,,147,第三節(jié) 型鋼混凝土框架柱,3、正截面受壓承載力3.1 柱的受力性能和破壞形態(tài)無(wú)論哪種破壞，過(guò)了最大荷載點(diǎn)后，由于受壓區(qū)保護(hù)層混凝土被壓碎而退出工作，截面彎矩有一較快的衰減過(guò)程；此后，型鋼以及受型鋼翼緣和箍筋約束的混凝土部分仍具有一定的承載力,,,與鋼筋混凝土構(gòu)件不同,148,第三節(jié) 型鋼混凝土框架柱,3

64、、正截面受壓承載力3.2 基于平截面假定的簡(jiǎn)化計(jì)算方法正截面承載力計(jì)算可采用型鋼混凝土梁相同的方法，即以應(yīng)變平截面假定為基礎(chǔ)的簡(jiǎn)化計(jì)算方法采用平截面假定，需進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，很能直接應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)因此，應(yīng)采用簡(jiǎn)化計(jì)算方法,,,149,第三節(jié) 型鋼混凝土框架柱,3、正截面受壓承載力3.2 基于平截面假定的簡(jiǎn)化計(jì)算方法（1）偏心距增大系數(shù)η和初始偏心距ei型鋼混凝土偏心受壓柱在彎曲平面內(nèi)的側(cè)向彎曲增大了控制截面的偏心距，導(dǎo)致

65、柱的承載力降低偏心距相同時(shí)，柱長(zhǎng)度越大，柱側(cè)向撓度越大偏心距越小，柱長(zhǎng)度的增加對(duì)柱側(cè)向撓度和承載力的影響也增大。,,,150,第三節(jié) 型鋼混凝土框架柱,3、正截面受壓承載力3.2 基于平截面假定的簡(jiǎn)化計(jì)算方法,,,151,第三節(jié) 型鋼混凝土框架柱,3、正截面受壓承載力3.3 基于平截面假定的簡(jiǎn)化計(jì)算方法（2）偏心受壓承載力計(jì)算,,,152,第三節(jié) 型鋼混凝土框架柱,3、正截面受壓承載力3.3 基于平截面假定的簡(jiǎn)化

66、計(jì)算方法（2）偏心受壓承載力計(jì)算非抗震設(shè)計(jì)其他同型鋼混凝土梁計(jì)算P67,,,153,第三節(jié) 型鋼混凝土框架柱,3、正截面受壓承載力3.3 基于平截面假定的簡(jiǎn)化計(jì)算方法（2）偏心受壓承載力計(jì)算按平截面假定，型鋼混凝土柱截面受壓界限破壞時(shí)的相對(duì)受壓高度：當(dāng)混凝土等級(jí)不超過(guò)C50，β1＝0.8；C80， β1＝0.74,,,154,第三節(jié) 型鋼混凝土框架柱,3、正截面受壓承載力3.3 基于平截面假定的簡(jiǎn)化計(jì)

67、算方法（2）偏心受壓承載力計(jì)算柱截面受拉邊或受壓較小邊的縱向鋼筋應(yīng)力和型鋼翼緣應(yīng)力取值：當(dāng) 為大偏心受壓構(gòu)件當(dāng) 為小偏心受壓構(gòu)件,,,155,第三節(jié) 型鋼混凝土框架柱,3、正截面受壓承載力3.3 基于平截面假定的簡(jiǎn)化計(jì)算方法（3）框架柱內(nèi)力設(shè)計(jì)值1）非抗震設(shè)計(jì)按荷載效應(yīng)基本組合的最不利值計(jì)算2）抗震設(shè)計(jì)考慮地震作用組合的框架柱的節(jié)點(diǎn)上、下端截面內(nèi)力設(shè)計(jì)值計(jì)算,

68、,,156,第三節(jié) 型鋼混凝土框架柱,3、正截面受壓承載力3.3 基于平截面假定的簡(jiǎn)化計(jì)算方法2）抗震設(shè)計(jì)A、節(jié)點(diǎn)上下柱端的彎矩設(shè)計(jì)值一級(jí)抗震等級(jí)二級(jí)抗震等級(jí),,,157,第三節(jié) 型鋼混凝土框架柱,『例3.3.1』,,,158,第三節(jié) 型鋼混凝土框架柱,『解』1、型鋼截面承載力2、鋼筋混凝土部分先假定每側(cè)配置6根縱向鋼筋,,,159,第三節(jié) 型鋼混凝土框架柱,『解』（1）計(jì)算偏心距縱向壓力至截面重心