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1、筑龙网WWW.ZHULONG.COM第?卷 第?期建?筑?结?构?年?月钢?混叠合板组合梁在连体结构工程中的应用聂建国?魏?捷?陈?戈?清华大学土木工程系?北京? ? ?深圳市电子院设计有限公司? ?提要? ?近年来钢?混凝土组合梁以其施工速度快?材料性能应用充分等特点在我国工程建设中得到了广泛的 应用跨度为? ?的?形钢?混凝土叠合板组合梁在清华科技园连体工程中得到了应用与钢骨混凝土梁方案进行了比较?钢?混凝土叠合板组合梁比钢骨混凝土梁方案更加优越?非常适用于大跨横向承重结构?关键词? ?连体结构?大跨结构? ?形钢?混凝土组合梁? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
2、 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
3、 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?一?工程概况 清华科
4、技园?珠海?一期创业大楼平面呈矩形?总长? ?宽? ?总高? ?共?层?层?高? ?其余层高? 其中层? ?分为东西两座?西 座长为? ?东座长为? 在层?轴? ?以上连成一个整体?连体跨度? ?结构平面如图? 主体结构采用框架抗震墙结构?连接体两侧的框架柱层?以上采用钢骨混凝土柱?以提高连接体的抗震性能原设计连接东西座的大梁采用钢骨混凝土梁?梁截面为? ? ? ?其中型钢为? ? ? ? ? ?截面如 图?所示高位钢骨混凝土梁缺点在于?连体质量大?地震作用大?对结构抗震不利?考虑自重荷载和使用荷载的作用以及大体积混凝土的温度效应等?往往是裂缝宽度控制设计?为了有效控制裂缝宽度能够满足规范要求
5、?不得不在钢骨混凝土梁的四周设置钢筋?与钢筋混凝土梁一样?仍然需要绑扎钢筋骨架?此外?钢骨混凝土梁施工时需要浇注混凝土用的模板?搭设?层高的模板支架?施工费用是相当可观的?同时施工周期也会很长二?钢?混凝土叠合板组合梁的应用鉴于原结构方案梁的截面尺寸偏大?自重偏大?笔者建议将原钢骨混凝土梁改用钢?混凝土叠合板组合梁?截面如图?所示采用叠合板组合梁方案?可以有效地利用钢材抗拉和混凝土抗压的材料特性?大大减轻结构自重?方便施工由于结构自重降低?解决了地震作用下连体结构地震力过大的问题同时?用钢梁代替钢骨混凝土梁?解决了裂缝控制的问题考虑钢梁和混凝土楼板的组合作用?更容易满足承载力和刚图? ?连体部
6、分平面布置示意图度的要求如图?所示的叠合板组合梁? ?余? ? ? ? ? ? ? ? ?形式均相同?仅尺寸不同? ? 利用钢梁作为支撑?预制板在施工阶段作为模板?当现浇层混凝土达到一定强度后?混凝土叠合板与钢梁共同工作预制混凝土板作为楼面板的一部分参与板的受力?同时又作为混凝土翼缘的一部分参与钢?混凝土组合梁的受力?做到了物尽其用此外采用叠合板组合梁节省了模板?支架?使施工费用大大降低?施工周期大大缩短现有的叠合板组合梁计算主要是根据国家电力行业标准?钢?混凝土组合结构设计规范? ? ?进行在施工阶段仅考虑钢梁受力?计算挠度?筑龙网WWW.ZHULONG.COM图? ?原设计主梁截面为 ?
7、? ?挠跨比为? ? ? ? ?满足规范要求 计算钢?混凝土叠合板组合梁极限抗弯承载力时?偏保守地按简支梁模型计算跨中的弯矩?跨中弯矩设计值为? ? ? ? ?叠合板组合梁截面抗弯承载力为? ? ? ? ?满足要求?承载力有较大的富余同时?考虑到实际结构中支座会有一定的负弯矩?为了抵抗支座负弯矩和控制裂缝宽度?在支座处按最大弯矩的? ?配置了负弯矩钢筋?图? 采用折减刚度法?计算叠合板组合梁的刚度在正常使用阶段?考虑活荷载为? ?叠合板组合梁在标准荷载作用下的挠度再加上施工时的挠度?总的挠度为 ? ? 挠跨比? ? ? ? ? ?满 足现行规范的要求钢?混组合梁的稳定?因混凝土楼板的刚度和钢梁
8、相比可以视为无穷大?所以在面内荷载的作用下?将由刚性楼面承担绝大多数的面内荷载?而工字形截面的抗扭刚度较小?其承受扭矩的能力较差?也不考虑其对 扭矩的承载力?故只要满足施工阶段的要求?不会存在整体稳定的问题施工阶段?混凝土和钢梁还没有共同工作?由钢梁承受叠合板?湿混凝土自重及施工荷 载按照?钢结构设计规范? ? ? ?的要求验算? ? ? ? ? ? ? ? ?故按构造设置加劲肋图? ? ?形钢?混凝土叠合板组合梁截面?形钢?混凝土叠合板组合梁与钢骨混凝土梁方案的比较表?方?案用钢量 ? ? ?自重 ? ?活载?自重截面高度 ?高跨比原钢骨混凝土方案? ?现叠合板组合梁方案? ?现方案?原方案
9、?三?钢?混组合梁与钢骨混凝土梁方案的比较 钢?混凝土叠合板组合梁方案与原方案各项指标的比较如表?所示从表?可以看出?采用?形钢?混 凝土叠合板组合梁方案后?楼层结构高度比原方案减小约? ?自重减轻?以上?用钢量降低了约? ? 根据建设方提供的数据?除了钢?混凝土叠合板组合梁需要涂刷的防火涂料费用外?叠合板组合梁的方案比原方案节省投资约?万元人民币造价降低的原因主要是结构自重大大减轻?因此梁承受的荷载大大降低此外?施工费用也大大降低计算分析表明?原方 案中的钢骨混凝土梁主要是以承受自重荷载为主?而 且是由裂缝宽度控制设计的?埋设在混凝土中的钢梁不能充分发挥其作用由此可见?对于大跨度横向承 重构
10、件?形钢?混凝土组合梁比钢骨混凝土梁具有更好的综合效益 四?结语?形钢?混凝土叠合板组合梁具有结构高度小?自 重轻?承载力高?刚度大?节省支模工序及模板?减少现 场作业量?施工速度快?综合效益好等优点?可满足现代结构对轻型大跨?预制装配和快速施工的要求在 清华科技园?珠海?一期创业楼工程大跨连体结构中的 应用是成功的参考文献?钢?混凝土结构设计规程? ? ? ? ?中国电力出版社? ?聂建国?沈聚敏?余志武?考虑滑移效应的钢?混凝土组合梁变形计算的折减刚度法?土木工程学报? ? ? ? ?聂建国?余志武?钢?混凝土组合梁在我国的应用及研究?土木工程学报? ? ? ? ?聂建国?袁彦声?钢?混凝土叠合板组合梁及其应用?建筑结构? ? ? ?聂建国?沈聚敏?袁彦声等?钢?混凝土组合梁中剪力连接件实际承载力的研究?建筑结构学报? ? ? ? ?
