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文檔簡介
1第三章章型型鋼鋼混凝凝土組組合結結構2第一節節一一般般要求求和結結構的的整體體作用用第二節節型型鋼鋼混凝凝土框框架梁梁第三節節型型鋼鋼混凝凝土框框架柱柱第四節節框框架架梁柱柱節點點第五節節型型鋼鋼混凝凝土剪剪力墻墻第六節節連連接接構造造3第一節節一一般般要求求和結結構的的整體體作用用鋼與混混凝土土兩種種材料料的組組合體體型鋼縱向鋼鋼筋和和箍筋筋混凝土土從受力力性能能而言言,其其基本本屬于于鋼筋筋混凝凝土結結構的的范疇疇4第一節節一一般般要求求和結結構的的整體體作用用優點:1)含含鋼率率不受受限制制,承承載力力高,,剛度度大可以減減小構構件截截面,,增加加建筑筑物使使用面面積和和樓層層高度度;與鋼結結構框框架相相比,,節省省鋼材材50%2)結結構可可以二二次受受力施工階階段的的第一一階段段荷載載與硬化化混凝凝土共共同承承擔使使用荷荷載可以有有效減減小梁梁的變變形和和裂縫縫寬度度。5第一節節一一般般要求求和結結構的的整體體作用用優點:3)顯顯著加加快施施工速速度可平行行流水水施工工4)結結構延延性與與耗能能能力力較好好以實腹腹柱為為最好好5)與與鋼結結構相相比,,其耐耐久性性和抗抗火性性能較較好。。可以單單獨使使用,,也可可以與與鋼筋筋混凝凝土或或鋼結結構組組合使使用678910SRC結構應應用與與研究究國內內外情情況簡簡介1、歐美美地區區SRC結構與與應用用研究究20世紀初初,歐歐美就就開始始對SRC柱進行行了研研究,,1908年Burr做了空空腹式式SRC柱的試試驗,,發現現混凝凝土外外殼使使柱的的強度度和剛剛度明明顯提提高。。1923年加拿拿大開開始做做空腹腹式SRC梁的試試驗,,在1989年的美美國鋼筋混混凝土土設計計規范范中,將將型鋼鋼視為為等值值的鋼鋼筋,,然后后再以以RC結構的的設計計方法法進行行SRC構件設設計。。在1993年的鋼結構構設計計規范范中,以以純鋼鋼結構構的設設計方方法進進行SRC結構設設計。。英國國于1969年將建建筑中中的SRC柱列入入英國國鋼結結構規規范BS449的第三三部分分,隨隨后將將橋梁梁中的的SRC柱列入入英國國標準準BS5400的第五五部分分。對對SRC梁,英英國鋼鋼結構構設計計規范范按組組合截截面進進行彈彈性設設計,,即取取0.7倍型鋼鋼屈服服強度度用彈彈性方方法計計算型型鋼,,忽略略混凝凝土抗抗拉強強度。。112、日本本SRC結構與與應用用研究究在日本本,SRC結構與與鋼結結構、、木結結構和和RC結構并并列為為四大大結構構。東東京建建成的的30m高全SRC結構的的日本本興業業銀行行,在在關東東大地地震中中幾乎乎沒有有受到到損壞壞,引引起日日本工工程界界的重重視。。在經經歷了了1923年關東東大地地震、、1968年十勝勝沖地地震及及1995年的阪阪神地地震后后,發發現在在地震震中其其他房房屋建建筑嚴嚴重破破壞的的情況況下,,SRC結構幾乎未未遭破壞或或僅有少量量輕微破壞壞,這就推推動了日本本研究和應應用STC結構的熱潮潮。日本從從1951年開始對SRC結構進行了了全面系統統的研究,,1958年制定了《鋼骨鋼筋混混凝土計算算標準及其其說明》。從1963年到1987年,該標準準先后進行行了四次修修訂,最終終成為SRC結構設計規規范。日本本持續研究究和發展SRC結構,主要要是由于日日本是多地地震國家。。SRC結構以其優優異的抗震震性能,在日本得得到廣泛應應用。123、我國SRC結構的應用用與研究20世紀50年代初,我我國從前蘇蘇聯引進了了SRC結構,后由由于片面追追求節省鋼鋼材,于60年代末幾乎乎停止使用用。80年代后,隨隨著我國建建筑業的迅迅猛發展,,SRC結構在全國國興起,北北京、上海海、江蘇等等省市的高高層建筑中中應用了SRC和RC的混合結構構,取得了了良好的經經濟效果。。經過幾年的的研究和工工程實踐,,參考日本本鋼骨混凝凝土設計標標準,1998年我國冶金金部頒布了了我國第一一部YB9082-97鋼骨混凝土土結構設計計規程。此規程基基本沿用了了日本標準準的設計方方法。將型鋼作為為等效鋼筋筋,參照我我國的混凝凝土規范及及美國有關關規范,2002年建設不頒頒布了JGJ138-2001型鋼混凝土土組合結構構技術規程程。此規程中中的設計方方法與我國國的混凝土土規范相近近。13適用范圍圍高層、超超高層建建筑地震區建建筑大跨度梁梁荷載特別別重的梁梁、柱14多、高層層建筑的的各種結結構體系系中可以以全部采采用型鋼混凝凝土組合合結構構構件,也可以以在某幾幾層或某某些局部部部位采采用型鋼鋼混凝土土組合結結構。型型鋼混凝凝土結構構構件可可以與鋼鋼筋混凝凝土結構構構件組組合,也也可以與與鋼結構構構件組組合,組組成混合結構構,不同的的結構發發揮各自自的特點點。目前,國國內高層層建筑結結構中,,都是根根據結構構受力需需要,在在能發揮揮型鋼混混凝土承載力大大、延性性好、剛剛度大等特點的的部位采采用此類類結構構構件,如如在框-剪、框支支剪力墻墻結構的的框支層層中采用型型鋼混凝凝土框架架柱,在在跨度較大大的框架架結構中中采用型型鋼混凝凝土梁,在剪力墻結結構和筒筒體結構構剪力墻墻中采用型型鋼混凝凝土剪力力墻。15高層建筑筑中,型型鋼混凝凝土組合合結構的的設計關關鍵是處處理好連接節點點設計,以及避避免結構構高度因因結構類類型改變變引起的的承載力和和剛度的的突變。設計中中應注重重重視過過渡層的的構造,,9度設防、、一級抗抗震的框框架柱,,沿高度度方向的的框架柱柱應全部部采用型型鋼混凝凝土組合合結構。采用型鋼鋼混凝土土組合結結構房屋屋的最大大適用高高度,可可比《高層建筑筑混凝土土結構技技術規程程(JGJ3-2002)》規定的最最大適用用高度值值適當提提高。當當全部結結構構件件均采用用型鋼混混凝土組組合結構構(包括括型鋼混凝凝土框架架和鋼筋筋混凝土土筒體組組成的混混合結構構)時,除除9度設防外外,房屋屋最大適適用高度度可相應應提高30%-40%。16171819第一節一一般般要求和和結構的的整體作作用關鍵技術術:1)與不不同結構構材料的的連接節節點2)避免免沿高度度因結構構類型改改變引起起的承載載力和剛剛度突變變應重視過過渡層的的設計20第一節一一般般要求和和結構的的整體作作用1、型鋼鋼配置形形式:1)實腹腹式:良良好的延延性和耗耗能能力力2)空腹腹式:212223242526272829在鋼筋混凝凝土結構構中,鋼筋筋的表面面積與截截面積比比值較大大,且一一般鋼筋筋表面帶帶肋,在在有足夠夠的錨固固長度時時,鋼筋筋與混凝凝土交界界面的粘粘結強度度可以保保證兩者者變形協協調,共同受力力。型鋼表面面積與截截面積比比值較小小,表面平整整,粘結強強度比較較小,兩兩者之間間易產生生滑移。。因此,,僅靠粘粘結強度度難以保保證型鋼鋼與混凝凝土的共共同工作作。型鋼混凝凝土組合合結構中中型鋼與與混凝土土共同工工作的標標志是兩兩者之間間僅存在在可以忽略略的相對對滑移。因此,,必須采采取相應應的措施施保證型型鋼與混混凝土共共同工作作。2、型鋼與與混凝土土結構的的粘結滑滑移性能能30第一節一一般般要求和和結構的的整體作作用措施:配置充滿滿型實腹腹型鋼抗剪連接接件,配配置必要要的縱筋筋和箍筋筋限值型鋼鋼板材的的寬厚比比3132第一節一一般般要求和和結構的的整體作作用2、型鋼與與混凝土土結構的的粘結滑滑移性能能配置充滿滿型實腹腹型鋼當梁上翼翼緣處于于截面受受壓區,,且配置置一定的的構造鋼鋼筋時,,型鋼與與混凝土土能保持持較好的的共同工工作,截截面應變變分布基基本上符符合平截截面假定定33第一節一一般般要求和和結構的的整體作作用2、型鋼與與混凝土土結構的的粘結滑滑移性能能抗剪連接接件當鋼梁全全截面受受拉且未未在鋼梁梁上翼緣緣配置抗抗剪連接接件,則則當截面面拉應力力較大時時,型鋼鋼上翼緣緣與混凝凝土交界界面處的的較大剪剪力將使使交界面面發生粘粘結破壞壞,出現現縱向裂裂縫。34第一節一一般般要求和和結構的的整體作作用2、型鋼與與混凝土土結構的的粘結滑滑移性能能配置必要要的縱筋筋和箍筋筋箍筋除了了增強截截面抗剪剪承載力力外,約約束核心心混凝土土的作用用尤為突突出,能能夠增強強構件塑塑性鉸區區的變形形能力和和耗能能能力,是是保證混混凝土和和型鋼、、縱向鋼鋼筋共同同工作的的重要因因素(防防止保護護層在破破壞階段段時嚴重重剝落))352、型鋼與混凝凝土結構的粘粘結滑移性能能限制鋼板材寬寬厚比3637型鋼混凝土的的粘結滑移混凝土型鋼自然粘結作用用連接作用化學膠結力化學膠結力摩擦阻力摩擦阻力機械咬合力連接材料連接材料剪切連接件型鋼混凝土構件型鋼混凝土結構型鋼混凝土的的粘結滑移型鋼混凝土的的粘結滑移38由于型鋼混凝凝土之間的粘粘結作用,型型鋼才能與混混凝土共同工工作、共同承承擔荷載,組組合成為一種種真正的“組組合”結構。。試驗研究結果果表明,未設設置剪力連接接件的構件,,在荷載約達達到極限荷載載的80%前,型鋼與混混凝土基本上上能共同工作作,在80%極限荷載以后后,二者間有有較大的相對對滑移產生,,變形不能協協調一致。39推出試驗短柱試驗推出試驗方案案40型鋼混凝土結結構中,由于于粘結滑移的的存在將直接接影響到構件件的受力性能能、破壞形態態、構件承載載能力、裂縫縫和變形計算算。而正是由由于對型鋼混混凝土粘結滑滑移的不同的的考量,各國國關于型鋼混混凝土結構的的規范和規程程存在較大的的差異41在高層和超高高層建筑的型型鋼混凝土框框架結構中,,作用在梁上上的豎向荷載載是通過型鋼鋼與混凝土之之間的粘結作作用將剪力傳傳遞到混凝土土中,最終使使型鋼與混凝凝土共同承載載受力,梁上上的內力也是是通過型鋼與與混凝土的粘粘結作用傳遞遞到節點與柱柱的混凝土中中。為了充分分發揮混凝土土的承載作用用,就應該保保證型鋼與混混凝土之間的的粘結作用足足夠大。42型鋼混凝土結結構,錨固問問題主要存在在于型鋼混凝凝土梁柱節點點、型鋼混凝凝土柱腳、型型鋼混凝土簡簡支梁梁端以以及型鋼混凝凝土剪力墻中中。在目前的的設計應用中中,都是按照照構造要求采采用加設剪力力連接件的辦辦法加強型鋼鋼混凝土構件件的錨固作用用。43型鋼混凝土組組合結構的一一般要求一般要求型鋼混凝土組組合結構的混混凝土強度等等級不宜低于于C30。縱向受力鋼鋼筋直徑不宜宜小于16mm,與型鋼的凈凈間距不宜小小于30mm。箍筋應做成成封閉箍筋。。而且混凝土土保護層最小小厚度應符合合《混凝土結構設設計規范》。型鋼混凝土構構件中的型鋼鋼鋼板厚度不不宜小于6mm。而且為保證證型鋼和混凝凝土的共同作作用需設置抗抗剪連接件。。44型鋼混凝土構構件混凝土最最小保護層厚厚度45型鋼混凝土組組合結構的一一般要求截面形式和構構造截面形式有矩矩形、T形等。構造要求(1)截面寬度不不宜小于300mm,截面高寬比比不宜大于4.(2)梁中縱向受受拉鋼筋不宜宜超過兩排,,如需超過兩兩排,施工上上應采取分層層澆筑等措施施,以保證梁梁底混凝土的的密實。46型鋼混凝土組組合結構的一一般要求截面形式和構構造(3)梁的截面高高度大于或等等于500mm時,應在梁的的兩側沿高度度方向每隔200mm設置一根縱向向附加鋼筋。。(4)在梁支座處處和上翼緣承承受較大固定定集中荷載處處,應于型鋼鋼腹板兩側對對稱設置支撐撐加勁肋,以以利于承受剪剪力。(5)梁中箍筋的的配置應符合合《混凝土結構設設計規范》的規定。47型鋼混凝土組組合結構的一一般要求截面形式和構構造(6)在轉換層大大梁或托柱梁梁等主要承受受豎向重力荷荷載的梁中,,梁端部型鋼鋼上翼緣宜增增設栓釘抗剪剪連接件。(7)型鋼鋼混凝凝土框框架梁梁中配配置桁桁架式式型鋼鋼,桁桁架壓壓桿的的長細細比宜宜小于于120.(8)開孔孔型鋼鋼混凝凝土框框架梁梁中的的孔位位宜設設置在在剪力力較小小截面面附近近,且且宜采采用圓圓形。。48圓形孔孔孔口口加強強措施施49第二節節型型鋼鋼混凝凝土框框架梁梁1、截截面形形式和和構造造2、正正截面面受彎彎承載載力3、斜斜截面面受剪剪承載載力4、變變形和和裂縫縫寬度度驗算算50第二節節型型鋼鋼混凝凝土框框架梁梁1、截截面形形式和和構造造1.2構構造造要求求:1)截截面尺尺寸,,相應應的配配筋要要求;;2)保保證剛剛度的的措施施;3)轉轉換層層設計計要求求;4)保保證““強剪剪弱彎彎”;;5)其其他特特殊要要求;;51第二節節型型鋼鋼混凝凝土框框架梁梁2、正正截面面受彎彎承載載力2.1梁梁的的受彎彎性能能:oa段:受受拉混混凝土土未開開裂,,型鋼鋼和混混凝土土的應應力均均較小小,P-f關系為為直線線,截截面受受力處處于彈彈性階階段。。0fPabb’cde52第二節節型型鋼鋼混凝凝土框框架梁梁2、正正截面面受彎彎承載載力2.1梁梁的的受彎彎性能能:ab段:達達到a點,梁梁受拉拉區開開始出出現裂裂縫,,隨荷荷載的的增加加,裂裂縫不不斷發發展并并逐漸漸趨于于穩定定,梁梁開裂裂后的的截面面剛度度雖然然有所所減小小,但但其減減小程程度比比鋼筋筋混凝凝土梁梁小,,鋼截截面剛剛度大大,型型鋼與與鋼筋筋仍處處于彈彈性狀狀態。。0fPabb’cde53第二節節型型鋼鋼混凝凝土框框架梁梁2、正正截面面受彎彎承載載力2.1梁梁的的受彎彎性能能:bc段:隨隨著荷荷載增增加,,受力力鋼筋筋和型型鋼受受拉翼翼緣先先后達達到屈屈服,,截面面剛度度有較較大降降低,,型鋼鋼腹板板有一一個自自下而而上逐逐漸進進入屈屈服狀狀態。。0fPabb’cde54第二節節型型鋼鋼混凝凝土框框架梁梁2、正正截面面受彎彎承載載力2.1梁梁的的受彎彎性能能:cd段:在在c點,荷荷載達達到最最大值值,受受壓區區混凝凝土壓壓碎,,保護護層剝剝落的的范圍圍和程程度都都比鋼鋼筋混混凝土土梁大大,梁梁的受受彎承承載力力也隨隨之降降低。。0fPabb’cde55第二節節型型鋼鋼混凝凝土框框架梁梁2、正正截面面受彎彎承載載力2.1梁梁的的受彎彎性能能:de段:這這一段段梁的的承載載力主主要依依靠型型鋼維維持,,變形形可以以持續續發展展很長長一段段時間間,延延性性性能比比鋼筋筋混凝凝土梁梁優越越。0fPabb’cde56梁試驗驗截面面圖試件破破壞過過程:M=15-20%Mu純彎段段出現裂裂縫,并隨隨荷載載增加加而開開展裂縫到到達型型鋼下下翼緣緣后出出現停停滯,,不再向向上發發展M=50%Mu裂縫基基本出出齊,,且均均為豎豎縫加載到到一定定階段段出現現斜裂裂縫,,指向向加載載點M=繼續增增加受拉翼翼緣屈屈服--腹板屈屈服--裂裂縫隨隨之發發展M=80%Mu受壓翼翼緣出出現水平粘粘結裂裂縫--貫貫通---保保護層層脫落,混凝土土壓碎碎試驗結結果分分析:破壞過過程受拉纖纖維部部分或或全部部屈服服---受壓壓混凝凝土壓壓碎---極極限型鋼位位置影影響全高配配置型型鋼時時,粘粘結劈劈裂嚴嚴重拉區配配置型型鋼時時,劈劈裂不不嚴重重,類類似于于鋼筋筋混凝凝土梁梁應變分分布初期平平截面面;后后期壓壓區應應變滯滯后,,應力力重分分布鋼梁無無屈曲曲發生生滑移的的影響響變形不不協調調,但但對承承載力力影響響不大大受壓區區混凝凝土應應力分分布可按鋼鋼筋混混凝土土一樣樣換算算59梁破壞壞形態態和裂裂縫分分布圖圖型鋼應應力應應變圖圖60結論::由梁的的破壞壞形態態圖和和應力力應變變圖可可分析析出1)鋼骨混混凝土土梁的的破壞壞特征征為受受壓區區混凝凝土被被壓碎碎。2)構件喪喪失最最大承承載力力后,,變形形性能能良好好,并并且保保留相相當的的承載載力。。3)型鋼與與外包包混凝凝土的的粘結結作用用在最最大荷荷載之之前一一般不不會被被破壞壞。仍仍可以以假定梁梁截面面中型型鋼與與混凝凝土的的應變變符合合平截截面假假定。。4)受壓壓區區型型鋼鋼保保護護層層越越小小,,粘粘結結劈劈裂裂裂裂縫縫越越為為嚴嚴重重。。和和型型鋼鋼配配置置有有關關,,全高高配配置置型型鋼鋼時時,,粘粘結結劈劈裂裂嚴嚴重重;;拉拉區區配配置置型型鋼鋼時時,,劈劈裂裂不不嚴嚴重重,,類類似似于于鋼鋼筋筋混混凝凝土土梁梁。。5)在型型鋼鋼混混凝凝土土構構件件中中型型鋼鋼不不需需增增加加任任何何加加勁勁肋肋板板,,計計算算時時也也不需需考考慮慮型型鋼鋼局局部部失失穩穩。6162第二二節節型型鋼鋼混混凝凝土土框框架架梁梁2、、正正截截面面受受彎彎承承載載力力計計算算2.1以平平截截面面假假定定為為基基礎礎的的計計算算方方法法::(1))基基本本假假定定::1))截截面面應應變變分分布布符符合合平平截截面面假假定定,,型型鋼鋼與與混混凝凝土土之之間間無無相相對對滑滑移移;;2))不不考考慮慮混混凝凝土土抗抗拉拉強強度度;;3))取取受受壓壓邊邊緣緣混混凝凝土土極極限限壓壓應應變變0.003,,相相應應的的最最大大壓壓應應力力取取混混凝凝土土軸軸心心受受壓壓強強度度設設計計值值4))型型鋼鋼腹腹板板的的應應力力圖圖取取為為拉拉、、壓壓梯梯形形應應力力圖圖形形。。設設計計計計算算時時,,簡簡化化為為等等效效矩矩形形應應力力。。63型鋼鋼混混凝凝土土結結構構與與鋼鋼筋筋混混凝凝土土結結構構及及鋼鋼結結構構設設計計不不同同,,往往往往不不是是根根據據內內力力計計算算出出鋼鋼筋筋面面積積或或型型鋼鋼面面積積,,然然后后選選擇擇配配筋筋或或型型鋼鋼的的大大小小,,而而是是梁梁斷斷面面確確定定后后,,先配配置置型型鋼鋼,然然后后驗驗算算其其承承載載能能力力是是否否滿滿足足。。對對于于配配鋼鋼的的形形式式與與型型鋼鋼的的尺尺寸寸應應當當盡盡量量優優化化,,在在保保證證安安全全的的前前提提下下,,盡盡量量配配得得構構件件受受力力合合理理((尤尤其其是是型型鋼鋼))而而且且經經濟濟,,這這就就需需要要豐豐富富的的設設計計經經驗驗以以及及工工程程界界人人士士進進一一步步深深入入研研究究。。64第二二節節型型鋼鋼混混凝凝土土框框架架梁梁2、、正正截截面面受受彎彎承承載載力力2.3以以平平截截面面假假定定為為基基礎礎的的計計算算方方法法::(2))正正截截面面受受彎彎承承載載力力::把型鋼拉拉翼緣屈屈服,破破壞時達達到型鋼鋼的受拉拉(壓))強度設設計值fs型鋼混凝凝土梁正正截面計計算時,,根據中中和軸位位置不同同分:①在型鋼腹腹板中通通過;②不通過型型鋼;③中和軸恰恰好在型型鋼受壓壓翼緣中中通過。。65情況③可可以作為為判別其其他兩種種情況的的界限,,其應力力如圖所所示。圖中和軸在在型鋼受受壓翼緣緣中通過過時的應應力圖形形為保證受受拉翼緣緣屈服,,受壓區區高度x還應滿足足:由于中和和軸在型型鋼上翼翼緣通過過,可認認為其應應力為零零,不考考慮上翼翼緣作用用由力的的平衡可可得此時時受壓區區高度:(5.3.1)——型鋼受拉拉(壓))強度設設計值——型鋼下翼翼緣截面面面積67如果求得得的之之間,,即按此此種情況況考慮其極限彎矩矩為(對型型鋼上翼翼緣邊緣緣取矩))其中因為為翼緣板板厚比比型鋼鋼高度小小得多,,因此取取力臂時時忽略翼翼緣板厚厚的影響響如果上下下翼緣面面積相等等,,即型型鋼對稱稱,則其中為為型鋼全全截面面面積;符號:—梁全高;;—型鋼截面面高;—梁寬;-分別表示示受拉鋼鋼筋重心心至受拉拉區邊緣緣和受壓壓鋼筋重重心至受受壓區邊邊緣的距距離;-分別為型型鋼下翼翼緣至受受拉邊緣緣和型鋼鋼上翼緣緣至受壓壓區邊緣緣的距離離;-分別為受受拉鋼筋筋和受壓壓鋼筋的的截面積積;-分別為型型鋼下翼翼緣與上上翼緣的的截面積積;-型鋼腹板板厚度;;-分別為受受拉鋼筋筋、受壓壓鋼筋型型鋼的設設計強度度。承載能力計算公公式2)如果按5.3.1式計算得得的,,屬于第一一種情況況,即中和和軸在型型鋼腹板板中通過過(①),按下列應應力圖形形(圖))計算。。圖中和軸在在型鋼腹腹板中通通過時的的應力圖圖形此時應根根據力的的平衡重重新計算算受壓區區高度,,一般地地如果一般般地當型鋼對對稱,即(5.3.5a)(5.3.5b)(5.3.6)(5.3.5),則,則對中和軸軸取矩,,可得極極限彎矩矩同樣承載能力力計算應應有且保證否則,仍仍按第三三種情況況即(5.2)式計算算為了保證證型鋼受受拉翼緣緣屈服,,還必須須滿足((5.3)式,在在第一種種情況中中,如果,,此條條件一般般都能滿滿足,不不必驗算算,如果果上下翼翼緣不等等的配鋼,,(5.3)式不能能滿足時時,應加加大受壓壓翼緣的的面面積。3)如果按((5.3.1)式求得得的,,則屬于第二二種情況況,即中和和軸不通通過型鋼鋼(②),此時時按下壓壓力圖形形(圖5.8)計算根據力的的平衡,,可得受受壓區高高度必須滿足足,,(且且必須滿滿足5.3式以保證證型鋼下下翼緣屈屈服,如如不滿足足5.3式要求,,則應調調整配鋼鋼)(5.3.7)圖中和軸不不通過型型鋼的應應力圖形形如果尚有有則能保證證型鋼全全截面屈屈服,此此時極限限承載能能力按下下式計算算若則說明中中和軸距距上翼緣緣很近,,不考慮慮上翼緣緣作用可按情況況三計算算(5.2),然后對型型鋼上翼翼緣取矩矩,可得得極限承承載能力力(5.7)(5.8)(5.9)(5.10)74第二節型型鋼鋼混凝土土框架梁梁2、正截截面受彎彎承載力力2.3以以平平截面假假定為基基礎的計計算方法法:(2)正正截面受受彎承載載力:非抗震設設計75第二節型型鋼鋼混凝土土框架梁梁2、正截截面受彎彎承載力力2.3以以平平截面假假定為基基礎的計計算方法法:(2)正正截面受受彎承載載力:抗震設計計76第二節型型鋼鋼混凝土土框架梁梁2、正截截面受彎彎承載力力2.3以以平平截面假假定為基基礎的計計算方法法:(2)正正截面受受彎承載載力:當77第二節型型鋼鋼混凝土土框架梁梁2、正截截面受彎彎承載力力2.3以以平平截面假假定為基基礎的計計算方法法:(2)正正截面受受彎承載載力:型鋼腹板板上端處處于受壓壓區型鋼腹板板下端處處于受拉拉區符合此種種情況的的破壞,,即適筋筋梁破壞壞78第二節型型鋼鋼混凝土土框架梁梁2、正截截面受彎彎承載力力2.3以以平平截面假假定為基基礎的計計算方法法:(2)正正截面受受彎承載載力:截面界限限相對受受壓區高高度79第二節型型鋼鋼混凝土土框架梁梁『例3.2.1』1)型鋼鋼截面受受彎承載載力2)鋼筋筋混凝土土部分的的彎矩設設計值3)設采用用兩排四根根縱向鋼筋筋,則80第二節型型鋼混凝凝土框架梁梁『例3.2.1』4)混凝凝土截面抵抵抗系數81第二節型型鋼混凝凝土框架梁梁『例3.2.2』1)不考考慮受壓鋼鋼筋混凝土強度度等級C30,α1=1.0β1=0.882第二節型型鋼混凝凝土框架梁梁『例3.2.2』由平衡方程程83第二節型型鋼混凝凝土框架梁梁『例3.2.2』由平衡方程程84第二節型型鋼混凝凝土框架梁梁『例3.2.2』按構造要求求:選用4φ16(As=804mm2)基于平截面面假定的計計算方法計計算較為繁繁復,但能能較好反映鋼材和和混凝土的的共同作用用。簡單疊疊加法計算算簡單,但偏于保守守85第二節型型鋼混凝凝土框架梁梁3、斜截面面受剪承載載力3.1斜斜截面受剪剪性能和破破壞形態破壞形態主主要有三種種類型:86第二節型型鋼混凝凝土框架梁梁3、斜截面面受剪承載載力3.1斜斜截面受剪剪性能和破破壞形態破壞形態主主要有三種種類型:(1)斜壓破壞剪跨比λ<1.0,以及1.0~1.5且含鋼率較較大的情況況87在梁腹首先先出現斜裂裂縫,延伸伸至支座和和加載點附附近,當荷載加至至極限荷載載時,在臨臨界裂縫上上、下出現現幾條大致平行裂裂縫,在梁梁端分割成成若干斜壓壓桿。由于于型鋼存在,腹板板承受拉應應力,對砼砼受壓變形形起約束作作用,故砼斜壓桿桿不大可能能在型鋼腹腹板屈服前前壓碎,型鋼屈服后后,砼裂縫間骨骨料咬合作作用喪失,,砼桿壓碎。剪切斜壓破破壞88第二節型型鋼混凝凝土框架梁梁3、斜截面面受剪承載載力3.1斜斜截面受剪剪性能和破破壞形態破壞形態主主要有三種種類型:(2)剪切粘結破破壞不配箍筋或或箍筋很少少、且剪跨跨比較大的的情況型鋼與混凝凝土的粘結結力極易喪喪失,傳遞遞剪力的能能力降低,,于是在型型鋼翼緣外外側的混凝凝土中產生生應力集中中在型鋼翼緣緣附加產生生劈裂裂縫縫,沿型鋼鋼翼緣水平平方向發展展,導致保保護層脫落落89砼與型鋼之之間粘結力力包括砼中中水泥膠體體的化學膠膠結力和砼砼與型鋼之之間的摩擦擦力。砼與與型鋼之間間粘結力僅僅為光面鋼鋼筋和砼間間粘結力的的1/2。加載初期::型鋼與砼砼共同工作作。荷載加大;;膠結力減減小至完全全喪失靠摩擦力抵抵抗相對滑滑移型鋼翼緣外外兩側砼產產生應力集集中達到砼抗拉拉強度時產產生劈裂裂裂縫砼砼退出出工作形成貫通劈劈裂裂混混凝凝土保護層層較大范圍圍剝落構件喪失承承載力。90剪切粘結破破壞裂縫圖圖結論:1)對配置實實腹式型鋼鋼的型鋼梁梁剪切粘結結破壞現象象比較突出出(配置實腹式式型鋼的型型鋼梁必須須配置適量量箍筋)。2)對設置輔輔助箍筋的的鋼骨砼梁梁,可減輕輕粘結破壞壞。3)當梁上作作用均布荷荷載時,可可提高型鋼鋼與砼之間間摩擦力,,改善粘結結情況。91第二節型型鋼混凝凝土框架梁梁3、斜截面面受剪承載載力3.1斜斜截面受剪剪性能和破破壞形態破壞形態主主要有三種種類型:(3)剪壓破壞剪跨比斜裂縫端部部剪壓區混混凝土在正正應力和剪剪應力的共共同作用下下被壓碎92當荷載加至至砼受拉邊邊緣應力達達到砼抗拉拉強度時,,在梁底部出出現垂直彎彎曲裂縫,,彎曲裂縫縫發展至型型鋼翼緣處,受受到型鋼約約束,變形形發展緩慢慢。隨著荷荷載增大,剪力力增大,主主拉應力達達到砼抗拉拉強度時,,砼產生彎剪斜斜裂縫,退退出工作。。型鋼承擔擔剪力,首首先出現剪切屈服。后在彎剪剪共同作用用下,剪壓壓區砼壓碎破壞。彎剪破壞裂裂縫圖93第二節型型鋼混凝凝土框架梁梁3、斜截面面受剪承載載力3.1斜斜截面受剪剪性能和破破壞形態型鋼混凝土土與鋼筋混混凝土梁的的受剪性能能:(1)斜裂裂縫出現時時。實腹式式型鋼具有有較大的抗抗剪剛度,,而且在梁梁中腹板是是連續分布布的,對斜斜裂縫的開開展起著較較好的抑制制作用。(2)斜裂裂縫出現后后,型鋼腹腹板的貢獻獻使梁的受受剪承載力力大為提高高。(3)具有有較好的延延性破壞特特征。鋼骨腹板屈屈服到最大大承載力之之前有較長長的過程94第二節型型鋼混凝凝土框架梁梁3、斜截面面受剪承載載力3.1斜斜截面受剪剪性能和破破壞形態型鋼混凝土土與鋼筋混混凝土梁的的受剪性能能:(4)可能能會發生剪剪切粘結破破壞。型鋼鋼與混凝土土交界面粘粘結強度較較低,型鋼鋼混凝土梁梁破壞時受受壓側保護護層混凝土土剝離范圍圍大,設計計中應通過過配置必要要的構造箍箍筋、增加加型鋼外圍圍混凝土厚厚度等措施施來提高剪剪切粘結承承載力。95第二節型型鋼混凝凝土框架梁梁3、斜截面面受剪承載載力3.1斜斜截面受剪剪性能和破破壞形態型鋼混凝土土與鋼筋混混凝土梁的的受剪性能能:(5)受力力過程中,,由于受混混凝土的約約束,在滿滿足寬厚比比的條件下下,型鋼腹腹板不會發發生局部屈屈曲,其強強度能得以以充分發揮揮,同時,,型鋼本身身可以承擔擔相當大的的剪力,型型鋼混凝土土梁的斜截截面受剪承承載力遠比比鋼筋混凝凝土梁高。。9697第二節型型鋼混凝凝土框架梁梁3、斜截面面受剪承載載力3.2影影響斜截面面受剪性能能的因素(1)剪跨跨比集中荷載作作用下,剪剪跨比反映映了梁中彎彎、剪應力力之比剪跨比較小小時,剪跨跨段內正應應力較小,,剪應力起起控制作用用。型鋼腹腹板在近似似純剪應力力狀態下達達到屈服強強度,混凝凝土短柱發發生剪切斜斜壓破壞。。剪跨比較大大(1.5~2),,剪跨段內內正應力較較大剪壓破壞剪切粘結破破壞9899第二節型型鋼混凝凝土框架梁梁3、斜截面面受剪承載載力3.2影影響斜截面面受剪性能能的因素(1)剪跨跨比剪跨比(>2)時,,梁的承載載力往往由由彎曲應力力控制,一一般發生彎彎曲破壞型鋼混凝土土梁不會發發生斜拉破破壞,型鋼腹板板可以有效效阻止斜拉拉裂縫的產產生。均布荷載下下,型鋼混混凝土梁的的斜裂縫靠靠近支座,,型鋼腹板板中正應力力相對較小小,承載力力主要由剪剪應力控制制,型鋼腹腹板的受力力基本上接接近純剪。。100第二節型型鋼混凝凝土框架梁梁3、斜截面面受剪承載載力3.2影影響斜截面面受剪性能能的因素(2)型鋼鋼腹板含鋼鋼率含鋼率:ρ=Aw/bh0由于型鋼腹腹板的剛度度較大,斜斜裂縫出現現前,其剪剪應變與混混凝土的基基本一致。。斜裂縫出出現后,由由于型鋼對對腹部的混混凝土有約約束作用,,梁的抗剪剪剛度降低低不多;型鋼腹板屈屈服后,對對混凝土的的約束喪失失,梁的抗抗剪剛度降降低較快,,變形增大大。但其極極限變形遠遠大于混凝凝土梁,表表現出較好好的延性性性能。101102103104第二節型型鋼混凝凝土框架梁梁3、斜截面面受剪承載載力3.2影影響斜截面面受剪性能能的因素(3)配箍箍率配箍率:ρsv=Asv/bs裂縫出現前前,箍筋的的應力很小小,基本不不起作用;;設計合理的的適筋梁,,剪壓破壞壞時,箍筋筋基本屈服服;箍筋的約束束作用還能能有效防止止型鋼翼緣緣與混凝土土交界面的的剪切破壞壞105第二節型型鋼混凝凝土框架梁梁3、斜截面面受剪承載載力3.2影影響斜截面面受剪性能能的因素(4)型鋼鋼翼緣寬度度與梁寬度度比bf/b型鋼翼緣對對梁腹部混混凝土具有有約束作用用,能提高高梁的承載載力和變形形能力;但是,如果果比值過大大,使梁側側混凝土保保護層厚度度過小,容容易產生剪剪切粘結破破壞106第二節型型鋼混凝凝土框架梁梁3、斜截面面受剪承載載力3.2影影響斜截面面受剪性能能的因素(5)混凝凝土強度等等級一般,混凝凝土部分受受剪承載力力隨混凝土土強度提高高而提高;;剪跨比一定定時,抗剪剪承載力隨隨混凝土強強度提高剪跨比較小小時,增長長率較大剪跨比較大大時,增長長率較小107第二節型型鋼混凝凝土框架梁梁3、斜截面面受剪承載載力3.3斜斜截面受剪剪承載力計計算1)將腹板板看作連續續分布的箍箍筋,采用用混凝土梁梁的計算方方法含鋼量小時時,基本符符合實際2)剪力分分配計算方方法荷載的反復復作用型鋼鋼與混凝土土之間的粘粘結作用喪喪失,剪力力由型鋼部部分和鋼筋筋混凝土部部分一起承承擔計算較復雜雜,不易準準確108第二節型型鋼混凝凝土框架梁梁3、斜截面面受剪承載載力3.3斜斜截面受剪剪承載力計計算3)疊加方方法用型鋼部分分與鋼筋混混凝土部分分受剪承載載力之和作作為型鋼混混凝土構件件的受剪承承載力我國采用此此種方法109第二節型型鋼混凝凝土框架梁梁3、斜截面面受剪承載載力3.3斜斜截面受剪剪承載力計計算(1)計算算公式型鋼混凝土土梁在斜截截面受剪的的過程中,,型鋼腹板板先屈服,,而后斜壓壓短柱(斜斜壓破壞))或剪壓區區(剪壓破破壞)混凝凝土被壓碎碎而達到極極限狀態,,同時箍筋筋屈服。斜截面受剪剪承載力計計算公式可可采用箍筋筋混凝土部部分Vac和型鋼部分分Va疊加:110圖彎曲剪切破破壞時的應應力圖形111第二節型型鋼混凝凝土框架梁梁3、斜截面面受剪承載載力3.3斜斜截面受剪剪承載力計計算(1)計算算公式VRC由混凝土部部分受剪承承載力Vc、斜裂縫相交交的箍筋承承擔的剪力力Vsv疊加:112第二節型型鋼混凝凝土框架梁梁3、斜截面面受剪承載載力3.3斜斜截面受剪剪承載力計計算(1)計算算公式型鋼受剪承承載力,由由型鋼腹板板受剪承載載力VRC提供,一般般假定型鋼鋼全截面受受剪:113第二節型型鋼混凝凝土框架梁梁3、斜截面面受剪承載載力3.3斜斜截面受剪剪承載力計計算(1)計算算公式非抗震設計計:抗震設計::114115當以集中荷荷載為主時時,型鋼混混凝土獨立立梁的斜截截面受剪承載力力應按下列列公式:非抗震設計計抗震設計::116117(3)截面限制制條件非抗震設計計抗震設計::118第二節型型鋼混凝凝土框架梁梁『例』某鋼骨混凝凝土簡支梁梁,計算跨跨度l=5m,承受均布荷荷載,其中中恒載設計計值g=12kN/m,活載設計值值q=14kN/m,梁的截面尺尺寸b×h=250×500mm,as=35mm,鋼梁中型鋼鋼的腹板厚厚度為8mm,腹板的高度度214mm,型鋼和縱筋筋均為Ⅰ級級鋼,fay=fy=210N/mm2,混凝土強度度等級為C25,fc=11.9N/mm2,試驗算此梁梁斜截面抗剪剪承載力.119第二節型型鋼混凝凝土框架梁梁『解』120第二節型型鋼混凝凝土框架梁梁4、變形和和裂縫寬度度驗算4.1剛剛度計算影響梁的剛剛度因素::型鋼含量縱向受拉鋼鋼筋含量相同荷載時時,型鋼混混凝土梁的的剛度比鋼鋼筋混凝土土梁有所提提高在正常使用用極限狀態態下的撓度度,可根據據構件的剛剛度用結構構力學的方方法計算121第二節型型鋼混凝凝土框架梁梁4、變形和和裂縫寬度度驗算4.1剛剛度計算裂縫出現以以前,型鋼鋼混凝土梁梁截面基本本上處于彈性狀態,截面剛度度可按換算算截面的彈彈性剛度計計算;在正正常使用荷荷載下,梁梁是帶裂縫縫工作的裂縫出現后后,純彎段段內的平均均應變符合合平截面假假定,可認認為型鋼部部分與鋼筋筋混凝土部部分保持變變形協調;;122第二節型型鋼混凝凝土框架梁梁4、變形和和裂縫寬度度驗算4.1剛剛度計算正常使用階階段的截面面抗彎剛度度等于鋼筋筋混凝土截截面抗彎剛剛度和型鋼鋼截面抗彎彎剛度的疊疊加123第二節型型鋼混凝凝土框架梁梁4、變形和和裂縫寬度度驗算4.1剛剛度計算荷載效應標標準組合下下型鋼混凝凝土框架梁梁截面的剛剛度(短期期剛度),,鋼筋混凝凝土部分的的截面剛度度可按下式式計算124第二節型型鋼混凝凝土框架梁梁4、變形和和裂縫寬度度驗算4.1剛剛度計算長期荷載作作用下,型型鋼混凝土土梁的截面面剛度125126127128129130131132133134第三節型型鋼混凝凝土框架柱柱1、柱的軸軸壓比2、構造要要求3、正截面面受壓承載載力4、斜截面面受剪承載載力135第三節型型鋼混凝凝土框架柱柱1、柱的軸軸壓比影響柱的延延性主要因因素之一::隨軸壓比增增大,延性性降低;規定軸壓比比限值是保保證框架柱柱延性性能能和耗能能能力的必要要條件軸壓比相同同時,型鋼鋼混凝土柱柱比鋼筋混混凝土柱具具有更好的的滯回特性性和延性性性能因此需考慮慮型鋼的有有利作用136第三節型型鋼混凝凝土框架柱柱2、構造要要求2.1箍筋筋截面的配箍率率越高,柱的的延性越好箍筋的約束作作用混凝土使使極限變形增增大矩形箍筋的體體積配筋率::螺旋箍筋的體體積配筋率::137第三節型型鋼混凝土框框架柱2、構造要求求2.2型型鋼受力型鋼的含含鋼率不宜小小于4%,且且不宜大于10%;一定數量的型型鋼才能使其其具有比鋼筋筋混凝土柱更更高的承載力力和更好的延延性若按構造要求求配置型鋼,,可不受這一一規定138第三節型型鋼混凝土框框架柱2、構造要求求2.3縱縱向受力鋼筋筋全部縱向受力力鋼筋的配筋筋率不宜小于于0.8%,,以使型鋼能能在混凝土、、縱向鋼筋和和箍筋的約束束下發揮其強強度和塑性性性能;由于框架柱承承受的彎矩和和軸力較大,,因此柱內縱縱向受力鋼筋筋直徑不宜小小于16mm,凈距不宜小于于60mm,以便澆注混凝凝土縱向鋼筋截斷斷不應在中間間各層節點處處,其框架節節點區的錨固固和搭接應符符合《混凝土土規范》3.1軸心受壓柱破壞過程;彈性受力階段;型鋼和縱向鋼鋼筋屈服——變形加大大;混凝土達極限限壓應變———壓碎。破壞時特征;;臨近破壞時,,出現縱向裂裂縫,類似混凝土棱棱柱體受壓破破壞;無混凝土的剝剝離和鼓脹現現象;型鋼沒發生屈屈曲。3、正截面受受壓承載力有關結論;鋼骨混凝土軸軸壓柱破壞類似混凝土棱棱柱體受壓破破壞;型鋼和混凝土土變形協調,可可采用疊加原原理計算;箍筋可提高延延性,但對強強度提高不明明顯,可按非約束混混凝土考慮;破壞時型鋼和鋼筋一一般可達屈服服強度;破壞時混凝土土強度接近于于軸心抗壓強強度標準值。。軸壓柱承載力力計算長柱的承載力力計算;—混凝土的凈截截面面積,即即應扣除鋼筋筋和型鋼部分分;—型鋼的有效凈凈截面面積,,即應扣除孔孔洞削弱的部部分;(1)大小偏偏壓界限3.12配實腹式型鋼鋼的偏心受壓壓柱的試驗研研究配實腹型鋼偏偏心受壓柱有有兩種破壞形形式:受壓破壞(小偏心受壓破破壞)拉壓破壞(大偏心受壓破破壞)144第三節型型鋼混凝土框框架柱3、正截面受受壓承載力3.1柱的的受力性能和和破壞形態(1)受壓破破壞(小偏心心受壓)受拉鋼筋沒有有屈服,破壞壞前拉區橫向向裂縫出現較較遲,或不出出現;破壞時柱高中中部附近混凝凝土保護層突突然壓碎剝落落,縱向裂縫縫迅速向上、、下兩端延伸伸,最后壓區區混凝土被壓壓碎,承載力力急劇下降;小偏心受壓破破壞:遠離壓力側鋼鋼梁和鋼筋或或受拉或受壓壓,一般達達不到屈服145第三節型型鋼混凝土框框架柱3、正截面受受壓承載力3.1柱的的受力性能和和破壞形態(2)拉壓破破壞(大偏心心破壞)柱受拉側混凝凝土開裂,出出現垂直裂縫縫。繼續加載受拉鋼筋和型型鋼受拉翼緣緣屈服破壞時,混凝凝土被壓碎;;一般受壓鋼鋼筋和型鋼受受壓翼緣也達達到屈服強度度大偏壓受壓破破壞:受拉側鋼梁、、鋼筋可達屈屈服146第三節型型鋼混凝土框框架柱3、正截面受受壓承載力3.1柱的的受力性能和和破壞形態(3)界限破破壞型鋼混凝土柱柱沒有典型的的界限破壞一般以型鋼受受拉翼緣受拉拉屈服與受壓壓邊緣混凝土土極限壓應變變同時發生的的情況定義為為型鋼混凝土土柱的界限破破壞。147第三節型型鋼混凝土框框架柱3、正截面受受壓承載力3.1柱的的受力性能和和破壞形態無論哪種破壞壞,過了最大大荷載點后,,由于受壓區區保護層混凝凝土被壓碎而而退出工作,,截面彎矩有有一較快的衰衰減過程;此后,型鋼以以及受型鋼翼翼緣和箍筋約約束的混凝土土部分仍具有有一定的承載載力與鋼筋混凝土土構件不同148第三節型型鋼混凝土框框架柱3、正截面受受壓承載力3.2基于平截面假假定的簡化計計算方法正截面承載力力計算可采用用型鋼混凝土土梁相同的方方法,即以應應變平截面假假定為基礎的的簡化計算方方法采用平截面假假定,需進行行數值計算,,很能直接應應用于工程設設計因此,應采用用簡化計算方方法149第三節型型鋼混凝土框框架柱3、正截面受受壓承載力3.2基于平截面假假定的簡化計計算方法(1)偏心距距增大系數η和初始偏心距距ei型鋼混凝土偏偏心受壓柱在在彎曲平面內內的側向彎曲曲增大了控制制截面的偏心心距,導致柱柱的承載力降降低偏心距相同時時,柱長度越越大,柱側向向撓度越大偏心距越小,,柱長度的增增加對柱側向向撓度和承載載力的影響也也增大。150第三節型型鋼混凝土框框架柱3、正截面受受壓承載力3.2基于平截面假假定的簡化計計算方法151第三節型型鋼混凝土框框架柱3、正截面受受壓承載力3.3基基于平截面假假定的簡化計計算方法(2)偏心受受壓承載力計計算152第三節型型鋼混凝土框框架柱3、正截面受受壓承載力3.3基基于平截面假假定的簡化計計算方法(2)偏心受受壓承載力計計算非抗震設計其他同型鋼混混凝土梁計算算P67153第三節型型鋼混凝土框框架柱3、正截面受受壓承載力3.3基基于平截面假假定的簡化計計算方法(2)偏心受受壓承載力計計算按平截面假定定,型鋼混凝凝土柱截面受受壓界限破壞壞時的相對受受壓高度:當混凝土等級級不超過C50,β1=0.8;C80,β1=0.74154第三節型型鋼混凝土框框架柱3、正截面受受壓承載力3.3基基于平截面假假定的簡化計計算方法(2)偏心受受壓承載力計計算柱截面受拉邊邊或受壓較小小邊的縱向鋼鋼筋應力和型型鋼翼緣應力力取值:當為為大偏心受壓壓構件當為為小偏心受壓壓構件155第三節型型鋼混凝土框框架柱3、正截面受受壓承載力3.3基基于平截面假假定的簡化計計算方法(3)框架柱柱內力設計值值1)非抗震設設計按荷載效應基基本組合的最最不利值計算算2)抗震設計計考慮地震作用用組合的框架架柱的節點上上、下端截面面內力設計值值計算156第三節型型鋼混凝土框框架柱3、正截面受受壓承載力3.3基基于平截面假假定的簡化計計算方法2)抗震設計計A、節點上下柱端端的彎矩設計計值一級抗震等級級二級抗震等級級157第三節型型鋼混凝土框框架柱『例3.3.1』158第三節型型鋼混凝土框框架柱『解』1、型鋼截面面承載力2、鋼筋混凝凝土部分先假定每側配配置6根縱向向鋼筋159第三節型型鋼混凝土框框架柱『解』(1)計算偏偏心距縱向壓力至截截面重心的偏偏心距附加偏心距初始偏心距屬于小偏心受受壓160第三節型型鋼混凝土框框架柱『解』(2)縱向鋼鋼筋161第三節型型鋼混凝土框框架柱『例3.3.2』采用基于平截截面假定的簡簡化方法求其其極限彎矩(1)求型鋼鋼混凝土截面面受壓界限破破壞時的相對對受壓高度162第三節型型鋼混凝土框框架柱『例3.3.2』采用基于平截截面假定的簡簡化方法求其其極限彎矩(1)求型鋼鋼混凝土截面面受壓界限破破壞時的相對對受壓高度163第三節型型鋼混凝土框框架柱『例3.3.2』(2)求型鋼鋼下翼緣與下下部受拉鋼筋筋的合力點((距柱截面下下邊緣距離,,采用力的平平衡)(3)截面有有效高度164第三節型型鋼混凝土框框架柱『例3.3.2』165第三節型型鋼混凝土框框架柱4、斜截面受受剪承載力其對結構抗震震能力由重要要的影響4.1、框架架柱的受剪破破壞形態:剪切斜壓破壞壞剪跨比小于1.5的框架架柱反復荷載作用用下,斜裂縫縫的方向與構構件對角線的的方向大致相相同。隨著荷荷載的增加與與反復,斜裂裂縫進一步發發展,沿對角角線方向形成成若干斜壓小柱柱體。最后小柱壓壓潰,混凝土土剝落,導致致構件破壞。。166第三節型型鋼混凝土框框架柱4、斜截面受受剪承載力其對結構抗震震能力由重要要的影響4.1、框架架柱的受剪破破壞形態:剪切粘結破壞壞剪跨比在1.5~2.0之間的實腹式式型鋼柱除柱端斜裂縫縫外,沿柱全全長在鋼骨翼翼緣處還連續續分布有短小小的斜裂縫。。這種斜裂縫縫是由于鋼骨骨翼緣與混凝凝土之間的粘粘結破壞引起起的。隨著荷荷載的增加,,裂縫很快貫貫通,導致保保護層混凝土土剝落,承載載能力下降直直至破壞。在縱向軸壓力力作用下,混混凝土將發生生橫向膨脹變變形,將促進進最后階段保保護層剝落,,這對粘結不不利。167168第三節型型鋼混凝土框框架柱4、斜截面受受剪承載力其對結構抗震震能力由重要要的影響4.1、框架架柱的受剪破破壞形態:彎剪破壞剪跨比大于2.0的框架柱柱端首先出現現水平彎曲裂裂縫,反復荷荷載作用下,,水平縫貫通通,并與斜裂裂縫交叉。當當柱截面的受受剪承載力高高于受彎承載載力時,受拉拉區鋼材首先先屈服,而后后發生剪切破破壞。反之受受拉區鋼材尚尚未達到屈服服就會發生剪剪切破壞。169第三節型型鋼混凝土框框架柱4、斜截面受受剪承載力4.1、框架架柱的受剪破破壞形態:注意:由于柱上作作用較大的軸軸向力,其斜斜截面受剪性性能與梁不同同:軸壓力有利于于抑制斜裂縫縫的出現和開開展,并提高高極限受剪承承載力當軸壓比小于于0.5,柱柱的斜截面受受剪承載力基基本上隨軸壓壓力的增加呈呈線性增加軸向壓力較大大時,易出現現剪切粘結破破壞;軸向力力很大時,柱柱的承載力將將受壓破壞由于實腹式型型鋼的作用,,混凝土很難難形成主斜裂裂縫,破壞過過程比鋼筋混混凝土較為緩緩慢170第三節型型鋼混凝土框框架柱4、斜截面受受剪承載力4.3、斜截截面受剪承載載力計算:(1)計算公公式根據試驗研究究,可認為型型鋼混凝土柱柱的斜截面受受剪承載力由由鋼筋混凝土土和型鋼兩部部分的承載力力組成,同時時要計入軸壓壓力的有利影影響171第三節型型鋼混凝土框框架柱4.3、斜截截面受剪承載載力計算:(1)計算公公式非抗震設計抗震設計172第三節型型鋼混凝土框框架柱4.3、斜截截面受剪承載載力計算:(2)剪力設設計值非抗震設計按荷載效應基基本組合的最最不利值計算算抗震設計一級抗震等級級173第三節型型鋼混凝土框框架柱4.3、斜截截面受剪承載載力計算:(3)截面限限值條件柱的受剪截面面限制條件與與梁相同非抗震設計抗震設計174第四節框框架梁柱節點點1、連接形式式與構造2、節點核心心區的受力性性能3、節點承載載力計算鋼骨混凝土柱柱現場外景施工中的某鋼鋼骨混凝土柱柱鋼骨混凝土梁梁柱連接節點點某鋼骨牛腿及加勁肋肋178第四節框框架梁柱節點點1、連接形式式與構造179第四四節節框框架架梁梁柱柱節節點點1、、連連接接形形式式與與構構造造節點點為為梁梁柱柱的的重重疊疊區區域域,,是是保保證證結結構構承承載載力力和和剛剛度度的的重重
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