浇筑的混凝土硬化钢板结构应力截面分析显微镜
成型薄钢板加填充混凝土
当设计人员将成型薄钢板和结构等级的填充混凝土组合在一起时
(标准的楼板结构),钢和混凝土构件以以F三种方式作用:
(1)混凝土仅作为一种嵌入填充材料,钢板是结构的支承。
(2)钢板仅支承湿的、新浇筑的混凝土,当混凝土硬化后,混
凝土作为生成的钢筋混凝土楼板。
(3)混凝土硬化后,钢与混凝土相互作用(即组合作用)。实际
上,钢板抵抗作用于钢筋混凝土楼板上的正弯矩,即钢板抵抗跨中
引起楼板底部受拉的弯矩。与普通钢筋上的突起刻痕类似,这种钢
楼板有突缘和压痕,所以可以更好地与浇筑的混凝土结合。
当受拉构件较短时(例如短挂钩或短桁架构件),设计人员以极
限拉应力为基础可以确定抗拉承载力。然而,对于长构件伸长量可
能很关键,限制了抗拉承载力低于一般安全应力极限。
净截面和有效面积
在结构构件中形成拉力伴随着结构构件与其他构件连接在一起
,一些抗拉节点——例如螺栓连接节点和螺纹接头——降低了构件
的承载力。因此,在选择此类连接形式时,设计人员必须确定这些
被削弱的受拉构件是否能够满足抗拉承载力要求。
螺栓连接是木构件或钢构件经常采用的一种连接形式,为了插
入螺栓,必须在构件中钻孔或冲孔。当制造了一个螺栓孔洞时,得
到一个折减的面积,称为净面积,净面积上的单位应力高于无折减
截面上的单位应力。当然,螺栓连接节点的整体性能更为复杂,不
仅仅包括净截面的简单受拉,而且此类节点经常决定了构件的抗拉
承载力。
另一种常见的简单抗拉构件是端头螺纹的圆钢杆。为了连接两
个构件,在构件中将杆的端头插入孔洞中且在螺旋端头的上部旋螺
母。螺纹减小了杆的横截面,产生一个净截面(恰好与螺栓孔洞一
样)。但是,可以采用端头处锻造扩大的圆杆[称为螺旋轴端,在这
种圆杆中削减螺纹产生的净截面,其面积等于杆主体部分面积。建
筑结构中很少采用螺旋轴端,因此受拉圆杆典型设计是按照折减净
截面进行的。注意:当荷载是轴向的,而不是剪切时,这种对于净
面积的考虑也适用于螺栓。