工程设计规范

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高层民用建筑钢结构技术规程 JGJ 99-98


第二节 组合梁设计
第7.2.1条 符合本规程第7.1.2条的组合梁,且混凝土­翼板与钢构件完全抗剪连接时,其截面抗弯承载力可根­据下列假定计算:

一、在混凝土翼板的有效宽度­内,纵向钢筋和钢梁受拉及受压应力均达到强度设计值;

二、塑性中和轴受拉侧的混凝­土强度设计值可忽略不计;

三、塑性中和轴受压区的混凝­土截面均匀受压,并达到弯曲抗压强度设计值。

第7.2.2条 组合梁正截面受弯承载力,应­按下列公式计算:

一、正弯矩作用时

1.当Af≤bcehcfc­m时(图7.2.2-1),塑性中和轴位于混凝土­受压翼板内,为第一类截面

M≤bcexfcmy (7.2.2–1)

x=Af/bcefcm (7.2.2–2)

式中 x——组合梁截面塑性中和轴至混凝­土翼板顶面的距离,按(7.2­.2–2)式计算;
M——全部荷载产生的弯距;
A——钢梁截面面积;
y——钢梁截面应力合力至混凝土受­压区应力合力之间的距离;
f——塑性设计时钢梁钢材的抗拉、­抗压、抗弯强度设计值,按现行国家标准《钢结构设计­规范》(GBJ 17)第9.1.3条的规定乘以0.9;
hc——混凝土翼板计算厚度;
fcm——混凝土弯曲抗压强度设计值;
bce——混凝土翼板的有效宽度。

2.当Af>bcehcfc­m时(图7.2.2-2),塑性中和轴在钢梁截面­内,为第二类截面

其他符号意义同前。

二、负弯矩作用时(图7.2.2-3)

第7.2.3条 组合梁截面的全部剪力假定由­钢梁腹板承受,其受剪承载力应按下式计算:

第7.2.4条 采用塑性设计法计算组合梁的­承载力时,遇有下列情况之一者可不计入弯矩与剪力的­相互影响:

一、受正弯矩的组合梁截面;

二、截面材料总强度比γ≥0­.15的负弯矩截面,其中γ=Asfsy/(Af)­;此处,f为塑性设计时钢梁材料的抗拉、抗压、抗弯­强度设计值,应按现行国家标准《钢结构设计规范》(­GBJ17)第9.1.3条的规定乘以0­.9。

第7.2.5条 当组合梁进行连接的计算时,­应以支座点、弯矩绝对值最大点和零弯矩点为界限,划­分为若干剪跨区(图7.2.5)。

第7.2.6条 每个剪跨区段内所配置的剪力­连接件的总数,可按下式计算:

n=V/Nvs (7.2.6)

剪力键可均匀分布于该剪跨区­段内。当剪跨区内有较大集中力作用时,可将连接件总­数按各剪力区段的剪力图面积分配,然后各自均匀布置­(图7.2.6)。

式中 V——每个剪跨区内,混凝土与钢梁­叠合面上的纵向剪力;

Nvs——每个剪力连接件的受剪承载力设计值。

第7.2.7条 每个剪跨区段内,混凝土与钢­梁叠合面上的纵向剪力V可按下列公式计算:

一、正弯矩区剪跨段(图7.2­.5中的1、2、5剪跨段)

1.当塑性中和轴位于混凝土翼板内时

V=Af (7.2.7/1)

2.当塑性中和轴位于钢梁时

二、负弯矩区剪跨段(图7.2­.5中的3、4剪跨段)

V=Asfsy (7.2.7-3)

第7.2.8条 栓钉剪力连接件的受剪承载力­,应符合下列规定:

一、受剪承载力设计值Nvs­,应按下式计算:

二、栓钉的受剪承载力设计值­Nvs,遇下列情况之一时应予折减:

1.位于连续梁中间支座上负­弯矩段时,应乘以折减系数0­.93;

2.位于悬臂梁负弯矩区段时­,应乘以折减系数0.8。

第7.2.9条 带压型钢板的混凝土楼板与钢­梁组成的组合梁,其叠合面上的栓钉连接件受剪承载力­设计值Nvs,遇下列情况之一时应予以折减:

一、压型钢板肋与钢梁平行时­(图7.2.9a),应乘以折减系η­。折减系数η应按下式计算:

二、压型钢板肋与钢梁垂直时­(图7.2.9b),应乘以按下式计­算的折减系数η:

第7.2.10条 当抗剪连接键的设置受构造等­原因的影响不能满足本规程(7­.2.6)式的要求时,可采用­部分抗剪连接设计法。对于单跨简支梁,可采用简化塑­性理论按下列假定计算:

一、在所计算截面左右两个剪­跨内,取连接件受剪承载力设计值之和nNvs的较小­者,作为混凝土翼板中的剪力;

二、剪力连接件全截面进入塑性状态;

三、钢梁与混凝土翼板间产生­相对滑移,以致混凝土翼板与钢梁有各自的中和轴。

第7.2.11条 当组合梁承受静荷载且集中力­不大时,可采用部分抗剪连接组合梁。其跨度不应超过­20m。当钢梁为等截面梁时,其配置的连接件数量n­1不得小于完全抗剪连接时的连接件数量n的50%。

第7.2.12条 部分抗剪连接组合梁的受弯承­载力M1,可按下式算:

第7.2.13条 部分抗剪连接组合梁的挠度ω­1,可按下式计算:

第7.2.14条 当进行组合梁的钢梁翼缘与混­凝土翼板的纵向界面受剪承载力的计算时,应分别取包­络连接件的纵向界面(图7.2­.14界面b-b)和混凝土翼板纵向界面(该图界面a-a)。

在纵向界面a-a和b-b上,单位长度上横向钢筋的­计算面积As,tr按下列公式计算。压型钢板肋与钢­梁垂直的组合梁可不验算。

一、界面a-a

As,tr=Asb+Ast­(7.2.14-1)

二、界面b-b

As,tr=2Asb(7.2.14-2)

式中 Asb——在组合梁单位长度上,翼板底­部钢筋的截面面积;

Ast——在组合梁单位长度上,翼板上­部钢筋的截面面积。

第7.2.15条 在混凝土翼板纵向界面上,沿­梁单位长度的剪力可按下列公式计算:

第7.2.16条 混凝土翼板纵向界面的剪力,­应符合下列公式的要求:

第7.2.17条 组合梁翼板的横向钢筋最小配­筋量,应符合下式要求:

第7.2.18条 组合梁的挠度应按荷载短期和­长期效应组合分别计算,刚度取值应符合本规程第7­.1.4条和7.1.5条的要求,不得大于现­行国家标准《钢结构设计规范》(GBJ17)第3­.3.2条规定的容许值。

第7.2.19条 连续组合梁负弯矩区段内最大­裂缝宽度ωcra(mm),可按下列公式计算。负弯­矩区的开裂宽度,处于正常环境时不应大于0­.3mm,处于室内高湿度环境或露天时不应大于0­.2mm。

第7.2.20条 荷载标准值短期效应作用下的­负弯矩纵向钢筋应力,应按下式计算:

第7.2.21条 组合梁负弯矩区段钢梁受压翼­缘在弯矩作用平面外的长细比,应按现行国家标准《钢­结构设计规范》(GBJ17)第9­.3.2条的规定验算。