2016春《钢混凝土组合结构》期末大作业.pdf

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1、钢钢-混凝土组合结构混凝土组合结构期末大作业期末大作业班级班级:学号学号:姓名姓名:教学点教学点:座位号座位号:1说明：期末大作业占课程总成绩的说明：期末大作业占课程总成绩的 50%50%，各辅导教师要认真组织学生完成作业，严格批改，按百分制，各辅导教师要认真组织学生完成作业，严格批改，按百分制打分，按要求上报成绩。打分，按要求上报成绩。一、单项一、单项选择题选择题（每小题每小题 2 2 分，共分，共 2020 分分）1.结构的功能函数表达式为Z=R-S，有关判断结构工作状态描述正确的是（A）。A.当 Z0 时，结构能完成预定功能，表示结构处于可靠状态；B.当 Z0 时，结构能完成预定功能，表

2、示结构处于可靠状态；C.当 Z0 时，结构能完成预定功能，表示结构处于可靠状态；D.当 Z0 时，结构能完成预定功能，表示结构处于可靠状态；2.采用栓钉作为组合梁的剪力连接件，当栓钉较弱时，极限承载力（C）。A.随栓钉直径和混凝土抗压强度等级增加而增加；B.随栓钉直径和抗拉强度增加而增加；C.随栓钉直径和混凝土抗拉强度等级增加而增加；D.只与栓钉强度有关。3.有关施工方法对组合梁的影响，描述正确的是（A）。A.施工时钢梁下不设临时支撑，分两个阶段考虑，施工阶段荷载由钢梁单独承受；B.施工时设置临时支撑，分一个阶段考虑，需要进行施工阶段的验算；C.施工阶段时不设置临时支撑的梁，使用阶段采用塑性理

3、论分析时，只需考虑使用荷载和第二阶段新增加的恒载；D.施工时设置临时支撑的梁，分两个阶段考虑，需要进行施工阶段的验算。4.组合梁剪力连接设计的临界截面不正确的是（D）。A.弯矩和竖向剪力最大处；B.所有的支点及零弯矩截面；C.悬臂梁的自由端；D.所有集中荷载作用下的截面。5.在进行组合梁的变形计算时，通常采用的刚度折减法是考虑了（A）对梁挠度的增大效应来进行折减的。A.滑移 B.收缩 C.长细比 D.徐变6.钢管混凝土具有的特点是（C）。A.用钢量大 B.施工复杂2C.承载力高 D.经济效益相对较差7.当型钢混凝土偏心受压柱的剪跨比1.52.5 时，其破坏类型为（A）。A.剪切斜压破坏 B.剪

4、切黏结破坏C.弯剪破坏 D.弯扭破坏8.关于型钢混凝土偏压柱的大小偏压说法正确的是（C）。A.大偏压构件的型钢受拉翼缘应力未达到屈服强度；B.小偏压构件的型钢受压边缘应力达到了屈服强度；C.区分大小偏压破坏的分界点理论是以受拉钢材合力作用点处应力是否达到屈服强度作为依据；D.小偏压破坏之间有典型的界限破坏。9.目前应用最广泛的抗剪连接件是（C）。A.方钢 B.槽钢 C.栓钉 D.弯筋10.型钢混凝土柱的承载力与构件长细比的关系，下面描述正确的是（B）。A.随长细比的增大而增大；B.随长细比的增大而减少；C.与长细比成倍数关系；D.与长细比没有关系二、填空题（每空二、填空题（每空 2 2 分，共

5、分，共 2222 分分）1.组合梁在正常使用极限状态时，钢材与混凝土通常均处于弹性阶段，可按弹性方法方法计算其承载力和变形。2.钢与混凝土组合梁由钢梁和钢筋混凝土板以及两者之间的抗剪连接件组成。3.钢与混凝土组合板在施工和使用阶段具有不同的结构体系，施工阶段是 钢梁 单独受力，使用阶段是组合梁承重。4.抗剪连接件的受力性能复杂，必须借助试验的方法来确定，其试验方法一般有 推出试验和梁式试验两种。5.在承载能力极限状态下，组合板可能发生的主要破坏形式有：纵向水平剪切黏结破坏、正截面弯曲破坏、斜截面剪切破坏、局部冲切破坏和压型钢板局部失稳破坏等。6.钢管混凝土柱脚与基础的连接形式有插入式和端承式两

6、种。三、简答题（每小题三、简答题（每小题 6 6 分，共分，共 3636 分分）1.1.简述抗剪连接件的布置原则。简述抗剪连接件的布置原则。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3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

7、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。2.2.压型钢板压型钢板-混凝土组合板施工阶段计算的原则有哪些？混凝土组合板施工阶段计算的原则有

8、哪些？答：在施工阶段，压型钢板应按以下原则验算：1）不加临时支撑时，压型钢板承受施工时的所有荷载，即施工阶段仅按压型钢板进行承载能力和变形验算。2）在施工阶段要求压型钢板处于弹性阶段，不能产生塑性变形，所以压型钢板强度和挠度验算均采用弹性方法计算。3）仅按单向板强边（顺肋）方向验算正、负弯矩承载能力和相应挠度是否满足要求，弱边（垂直肋）方向不计算，也不进行压型钢板抗剪等其他验算。4）压型钢板的计算简图应按实际支承跨数及跨度尺寸确定，但考虑到实际施工时的下料情况，一般按简支单跨板或两跨连续板进行验算。5）若施工阶段验算过程中出现压型钢板承载能力或挠度不满足规范或设计要求时，可通过适当调整组合板跨

9、度、压型钢板厚度或加设临时支撑等办法来满足要求。3.3.对组合梁进行设计和验算时，按弹性理论的分析方法和考虑截面塑性发展的塑性分对组合梁进行设计和验算时，按弹性理论的分析方法和考虑截面塑性发展的塑性分析方法分别适用于什么情况？析方法分别适用于什么情况？答：（1）对于不直接承受动力荷载的组合梁，其承载力可以用塑性分析方法计算。（2）对于直接承受动力荷载的组合梁，包括桥梁结构、工业厂房中的吊车梁等，其承载能力应按照弹性理论的分析方法进行计算。4（3）对于组合梁正常使用极限状态的验算，按采用弹性理论的分析方法进行计算。4.4.影响型钢混凝土梁抗剪性能的主要因素有哪些？影响型钢混凝土梁抗剪性能的主要因

10、素有哪些？答：影响型钢混凝土梁抗剪承载力主要有：（1）剪跨比：型钢混凝土的抗剪承载力随剪跨比的增大而降低，当达到一定值时，其抗剪承载力不在发生变化。（2）型钢腹板的含钢率：在一定范围内，随着含钢率的增加，型钢混凝土的抗剪承载力也提高。（3）混凝土强度：型钢混凝土的抗剪承载力随混凝土的强度等级提高而提高。（4）配箍率：型钢混凝土中配置一定数量的箍筋是必要的，一方面箍筋本身承受一部分剪力，另一方面，箍筋对约束混凝土的变形起到重要作用，从而使梁的强度和变形性能都得到改善，同时配置适量的箍筋对防止发生剪切黏结破坏是有效的。5.5.型钢混凝土梁受弯承载力计算中采用了哪些基本假定？型钢混凝土梁受弯承载力计

11、算中采用了哪些基本假定？答：1.受扭构件为一带有多条螺旋形裂缝的混凝土薄壁箱型截面构件，不考虑破坏时截面核心混凝土作用；2。由薄壁上裂缝间的混凝土为斜压腹杆、箍杆为受拉腹杆、纵筋为受单郸厕肝丿菲搽十敞姜拉弦杆组成一变角空间桁架；3.纵筋、箍杆、混凝土的斜压腹杆在交点处假定为铰接，满足节点平衡条件（忽略裂缝面上的混凝土骨料咬合力，不考虑纵筋销栓作用）6.6.为什么组合板要按施工阶段和使用阶段两个阶段进行计算？为什么组合板要按施工阶段和使用阶段两个阶段进行计算？答：组合板应按施工和使用两个阶段分别进行设计计算。在混凝土尚未达到75%混凝土强度前的施工阶段，压型钢板作为浇筑混凝土的模板，承担楼板上全

12、部荷载和混凝土重量，此时，需要按钢结构理论对压型钢板进行承载力计算和饶度验算。在混凝土达到其设计强度后，压型钢板与混凝土可以整体工作共同受力，形成压型钢板-混凝土组合板，组合板将承担板上所有荷载，即进入组合板的使用阶段。组合板使用阶段首先需要按照受弯构件进行组合板承载能力验算。组合板承载能力验算主要包括组合板受弯破坏承载能力验算、组合板纵向剪力破坏承载能力验算、斜截面受剪承载能力以及局部抗冲切承载能力验算。对于连续组合板还需进行中间支座负弯矩区段的受弯承载能力验算或配筋计算。四、计算题（每小题四、计算题（每小题 1111分，共分，共 2222 分分）1.某简支组合梁，计算跨度为15m，间距为

13、3.6m，截面尺寸如图所示，试确定该组合截面混凝土翼板的有效宽度。1 1551解：梁内侧翼缘计算宽度：b2min（L/6；S0/2；6hc）min（15000/6；3400/2；6150）900mm混凝土翼板的有效宽度beb2b0b29002009002000mm22某组合梁，其抗剪连接件采用1670 栓钉，As 201mm，f 215N mm，4221.67，翼板混凝土等级为 C30，Ec 310 N mm，fc14.3N mmfc14.3 N/mm，22试求该栓钉的抗剪承载力设计值。0.43AE f 0.43 201310414.3 56610Nsccc解：Nv min0.7Af 0.7 2011.67 215 50518Nsc取Nv 50518N6