【摘要】實際工程中常遇到這樣的結構,即在鋼梁上鋪設鋼筋混凝土板。這種結構中之所以使用鋼梁,主要是因為其跨度大、荷載大或整體承重結構為鋼結構等。傳統做法是混凝土板只是作為鋼梁的荷載,混凝土板與鋼梁之間不存在組合作用。研究與工程實踐發現,如果混凝土板與鋼梁之間具有可靠連接,使混凝土板與鋼梁組合成整體,這不僅使梁的承載能力顯著提高,而且梁截面剛度大大增加,可減少梁的變形。這種由鋼梁、鋼筋混凝土板及兩者之間的剪切連接件組成的梁,稱為鋼與混凝土組合梁。組合梁具有一系列的優點,因而越來越廣泛地在國內外被采用。
一、型鋼一混凝土組合梁加固技術
型鋼一混凝土組合梁加固技術是組合梁加固技術的一種,它是在原有鋼筋混凝土結構的基礎上,依靠焊縫和剪切連接件將型鋼與被加固的混凝土梁牢固連接在一起,最后在被加固梁與型鋼間灌注高強度結構膠,使被加固混凝土梁和型鋼形成一有機整體。在一些需要在框架梁上增加較大荷載或在承重墻上開洞、擴大空間的改造加固工程
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中,這種將原有粱(或圈梁)改造成型鋼一混凝土組合加固梁的加方法便發揮了很大作用。與其他加固方法相比,型鋼一混凝土組合加固梁充分發揮了混凝土和鋼材的有利性能,因此具有以下優點:
1.充分利用原有結構,盡量不拆或少拆原有結構,符合可持續發展的要求,是一種“環保”型的加固改造方法。
2.將原結構鋼筋混凝土梁(或圈梁)與型鋼組合成整體,使鋼筋混凝土梁(或圈梁)成為組合梁的部分,因此比按非組合梁考慮,承載能力顯著提高。
3.鋼筋混凝土梁(或圈梁)組合成為全梁的一部分,因此在同樣大小鋼梁的情況下,組合梁比非組合梁的豎向剛度及側向剛度都有明顯提高。
4.混凝土處于受壓區(正彎矩區段),型鋼主要處于受拉區,兩種不同材料都能充分發揮各自的長處,受力合理,節約材料。
5.由于處于受壓區的鋼筋混凝土梁(或圈梁剛度較大,對避免鋼梁的整體與局部失穩有著明顯的作用。從另一個角度講,將使鋼梁用于防止失穩方面的材料(包括按計算及構造要求)大為節省。
6.降低梁高與房屋總高。這是由于在同等強度與剛度的情況下,型鋼一混凝土組合梁的截面大小及其高度比鋼筋混凝土梁小。根據計算,梁高大致可減小10%或更多,這將增加凈空,或降低房屋的總高度和建筑體積。
二、型鋼一混凝土組合加固梁的計算方法
1.設計原則及基本假定
據國內外實驗結果證實,組合梁在達到承載能力極限狀態時,型鋼基本可達到全部屈服,即假定鋼梁全截面應力均達到其抗拉強度設計值,混凝土受壓區均達到其抗壓強度設計值。截面抗彎強度按照塑性方法計算時,必須滿足兩個條件:
(1)型鋼各板件在達到極限狀態前不發生局部屈曲;
(2)截面屈服以后,必須有足夠的轉動能力,即在截面尚未達到屈服前,不發生因混凝土梁(或圈梁)壓碎而破壞。
型鋼一混凝土組合加固梁截面按塑性理論進行分析時,分塑性中和軸在鋼筋混凝土梁(或圈梁)內和在型鋼內兩種情況考慮,分別計算并作出如下假定:
a.同時考慮全截面塑性發展鋼材強度折減和鋼筋混凝土梁(或圈梁)側面焊接鋼板的貢獻,型鋼的抗彎強度設計值取為 上一篇:淺談地基基礎的剛度要求