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答:剪切连接件,应具有足够的强度和刚度,其作用有三:首先必须能足以承受混凝土与钢界面上的纵向剪力;同时具有足够的剪切刚度,使界面处混凝土与钢的滑移不致过大;剪切连接件还必须具有足够的抵抗“掀起力”的能力,使混凝土与钢不致上下分离,界面处的纵向裂缝足够小。
剪切连接件按其变形能力可分为刚性剪切连接件和柔性剪切连接件。刚性剪切连接件的形式主要为方钢、T型钢和马蹄形钢等;柔性剪切连接件的形式主要为圆柱头栓钉、弯筋、槽钢、角钢、L形钢、锚环以及摩擦型连接的高强度螺栓等。
目前,组合结构中常采用栓钉(圆柱头)剪切连接件,当不具备专用设备焊接栓钉时,也可以采用弯起钢筋、槽钢或其他有可靠连接保证的连接件。
(1)栓钉(圆柱头)连接件:主要利用栓杆来承受水平剪力、圆头来抵抗向上的掀起力。此连接件施工便捷,栓钉下端带有焊剂,且外套瓷环,采用专门电焊机接触焊。
(2)弯起钢筋连接件:主要利用钢筋受拉来承受水平剪力和向上的掀起力,通过粘结力将拉力传给混凝土。弯起钢筋的倾倒方向与受力方向一致。
(3)槽钢连接件:主要利用槽钢抗剪来抵抗水平剪力,槽钢的上翼缘用来承受向上的掀起力。
2. 试说明压型钢板与混凝土组合楼板在施工和使用阶段的变形特点和计算方法。
答:(1)施工阶段
在施工阶段,混凝土尚未达到其设计强度,因此不能考虑压型钢板与混凝土的组合效应,变形计算中只考虑压型钢板的抗弯刚度,在此阶段,压型钢板应处于弹性阶段,不允许产生塑性变形而影响使用阶段组合板的工作。
均布荷载作用下压型钢板的挠度为:
式中—施工阶段作用在压型钢板计算宽度上的均布荷载标准值;
—压型钢板的弹性模量;
—计算宽度上压型钢板的截面惯性矩;
—压型钢板的计算跨度;
—挠度系数,对简支板,,对两跨连续板,。
(2)使用阶段
在使用阶段,混凝土已达到设计强度并能实现与压型钢板的组合效应,因此变形计算应按组合板考虑。
组合板的变形计算可采用弹性理论,对于具有完全剪切连接的组合板,可按换算截面法进行。因为组合板是由钢和混凝土两种性能不同的材料组成的结构构件,为便于计算,可将其换算成一种材料的构件,求出相应的截面
刚度。当考虑荷载效应的标准组合时,可将截面上混凝土的面积除以压型钢板与混凝土弹性模量的比值换算为钢截面;当考虑荷载长期作用下混凝土徐变的影响时,可将截面上混凝土的面积除以换算为钢截面。
组合板的挠度,应分别按荷载效应的标准组合和准永久组合进行计算,并取其中较大值作为变形验算的依据。
使用阶段荷载效应标准组合时挠度按下式计算:
荷载效应准永久组合时的挠度按下式计算:
式中—使用阶段均布荷载的标准值;
—使用阶段均布荷载的准永久值;
—组合板的计算跨度;
—按全截面有效计算的组合截面换算截面惯性矩。
3. 何谓组合梁的密实截面?在什么情况下,组合梁应按弹性理论计算?
答:当组合梁按塑性理论设计时,组合梁中的钢梁受压翼缘与腹板不能太薄,应具有足够的刚度,在构件截面达到屈服应力并产生足够的塑性转动之前,不致由于板件局部屈曲而降低或丧失承载力,此时截面称为密实截面。
一般来讲,对于承受吊车荷载和公路桥梁中直接承受动力荷载的组合梁以及钢梁中受压板件的宽厚比较大、不符合塑性设计要求且组合截面的中和轴在钢梁