CN113255048B - 复合钢材组合梁及其承载能力的获取方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及钢结构防腐蚀技术领域，特别是涉及一种复合钢材组合梁及其承载能力的获取方法，所述复合钢材组合梁包括混凝土板和钢梁，所述钢梁设置于混凝土板的下方并通过连接件与混凝土板连接，所述钢梁为复合钢材制得，所述复合钢材包括基层钢材和耐蚀金属复层，所述耐蚀金属复层设置于基层钢材朝向外界环境的一侧，所述基层钢材与所述耐蚀金属复层之间形成冶金结合层。本申请所述的复合钢材组合梁，在保证良好防腐蚀性能的同时，相比现有技术具有更好的强度、刚度、屈曲荷载以及疲劳寿命。

Description

复合钢材组合梁及其承载能力的获取方法
技术领域
本发明涉及钢结构防腐蚀技术领域，特别是涉及一种复合钢材组合梁及其承载能力的获取方法。
背景技术
钢结构传统防护手段通常包括涂层防护、阴极保护等。所述涂层防护是指在裸露的钢结构外覆盖上一层防腐蚀涂层，例如油漆或者其他防腐蚀涂料，这种涂层一方面将环境介质与钢结构基体隔离开来，从而消除“腐蚀电池”形成的条件，达到保护钢基体不受腐蚀的目的，另一方面涂料中加入了防腐蚀成分，即使不能完全隔离环境、乃至已经有“腐蚀电池”形成，“缓蚀剂”可以有效地阻止、减缓钢基体腐蚀的发生与发展，以达到更好的防护目的。
而阴极保护则可以分为外加电流阴极保护和牺牲阳极保护。所述外加电流阴极保护是通过外加直流电源以及辅助阳极，是给金属补充大量的电子，使被保护金属整体处于电子过剩的状态，使金属表面各点达到同一负电位，使被保护金属结构电位低于周围环境。而牺牲阳极阴极保护是将电位更负的金属与被保护金属连接，并处于同一电解质中，使该金属上的电子转移到被保护金属上去，使整个被保护金属处于一个较负的相同的电位下。以上两种阴极保护手段常用在平台的海水浸没区及以下，阴极保护可以使钢结构自身在发生腐蚀时不参与氧化还原反应，而是由替代它的阳极或者阴极电流来进行氧化反应，从而达到了防腐的目的。
然而上述两种传统防护手段均存在本身耐久性有限、维护成本高的问题，例如，涂层防护技术防护寿命通常为30年，牺牲阳极的使用寿命最多5年，而需要防腐蚀的钢结构设计使用寿命通常超过50年，因此在使用过程中需要对钢结构进行大量的维护。此外，传统防护手段还存在其他无法适用的情况，如涂装技术容易造成较高的环境污染风险，不适合在部分环境要求较高的场地使用，而阴极保护在例如海洋飞溅区的防护无效。
为此，现有技术中还存在直接将耐腐蚀金属外贴焊接于原有组合梁的钢梁腹板上的技术方案，虽然相比外加防腐涂层的方案该方案能够有效解决防腐问题，但无法发挥耐腐蚀金属本身的力学性能，这就导致该方案的成本较高，力学性能较低，需要进一步优化。
发明内容
基于此，有必要针对现有技术中防腐蚀性能和结构强度不能兼顾的问题，提供一种新的复合钢材组合梁及其承载能力的获取方法，将具有耐蚀复层和基层的双金属复合钢材运用于结构工程受弯梁设计中，其结构形式符合构件受力特点，从而兼顾了结构受力性能和耐蚀性能。
本发明的具体技术方案如下所述：
一方面，本申请公开一种复合钢材组合梁，包括混凝土板和钢梁，所述钢梁设置于混凝土板的下方并通过连接件与混凝土板连接，所述钢梁为复合钢材制得，所述复合钢材包括基层钢材和耐蚀金属复层，所述耐蚀金属复层设置于基层钢材朝向外界环境的一侧，所述基层钢材与所述耐蚀金属复层之间形成冶金结合层。
其中优选的，所述钢梁的所述耐蚀金属复层将所述基层钢材完全覆盖。
其中优选的，所述钢梁的基层钢材部分地设置在混凝土板内，并通过连接件与所述混凝土板连接，所述耐蚀金属复层将外露于混凝土板的基层钢材外侧完全覆盖。
其中优选的，所述钢梁为类工字形截面形式或者开口箱形截面形式。
其中优选的，所述钢梁通过栓钉连接键或者PBL连接键形式与混凝土板连接。
其中优选的，所述耐蚀金属复层为不锈钢或者钛材或者钛合金。
其中优选的，所述耐蚀金属复层的厚度与所述复合钢材总厚度的比值为0.1-0.75。
其中优选的，所述耐蚀金属复层的厚度与所述复合钢材总厚度的比值为0.1-0.22。
另一方面，本申请公开一种复合钢材组合梁的受压板件屈曲应力的获取方法，包括以下步骤：
(1)获取耐蚀金属复层与复合钢材总厚度的比值β，耐蚀金属复层弹性模量Ec，基层弹性模量Es，复合钢材总厚度t，板件宽度b，钢材的泊松比ν,
(2)根据下式计算复合钢材组合梁的受压板件中性面位置z0
Figure GDA0003979637880000031
(3)根据下式计算复合钢材组合梁的受压板件抗弯刚度用的等效弹性模量Esp
Figure GDA0003979637880000032
(4)根据下式计算复合钢材组合梁的受压板件屈曲应力σcr
Figure GDA0003979637880000041
又一方面，本申请公开一种复合钢材组合梁的抗弯承载力的获取方法，包括以下步骤：
(1)获取钢梁全截面屈服承载力Fst，混凝土板受压承载力Fcp，组合梁的钢梁上翼缘的承载力Fft，钢梁腹板的承载力Fw和钢梁下翼缘的承载力Ffb，钢梁上翼缘厚度tft，混凝土板的厚度tc，钢梁腹板受压区域的高度dwx，钢梁下翼缘Ffb合力位置到混凝土板顶部的距离dfb，钢梁上翼缘Ftt合力位置到混凝土板顶部的距离dft，钢梁腹板Fw合力位置到顶板的距离dw，混凝土板Fcp合力位置到其顶部的距离dc，
(2)通过下式计算中性轴在钢梁腹板时、钢梁腹板受压区域的承载力Fwx
Fwx＝Fst/2-Fcp/2-Fft
(3)通过下式计算组合梁的抗弯承载力Mb
Mb＝[Ffbdfb-Fftdft+Fwdw-Fcpdc-2Fwx(dwx/2+tft+tc)]
有益效果
本申请所述的复合钢材组合梁，在保证良好防腐蚀性能的同时，相比现有技术具有更好的强度、刚度、屈曲荷载以及疲劳寿命。
附图说明
图1为本发明组合梁的其中一个结构示意图；
图2为本发明组合梁的其中一个局部结构示意图；
图3为本发明组合梁的另一个局部结构示意图；
图4为本发明对比例及实施例的组合梁的具体结构及尺寸示意图；
图5为图4中组合梁的截面抗弯承载力极限状态内应力分布示意图；
图6为本发明实施例与对比例抗弯承载力的比值的示意图；
图7为本发明实施例与对比例刚度的比值的示意图；
图8为本发明实施例与对比例在不同疲劳寿命下应力幅值的示意图；
图9为本发明实施例与对比例受压板件屈曲应力的比值的示意图；
其中，1为混凝土板，2为钢梁，21为耐蚀金属复层，22为基层钢材。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
参阅图1，图1示出了本发明一实施例中的复合钢材组合梁的部分剖视图，所述复合钢材组合梁包括混凝土板1和钢梁2，所述钢梁2设置于混凝土板1的下方并通过连接件与混凝土板1连接，所述钢梁2通过复合钢材制得，所述复合钢材包括基层钢材22和耐蚀金属复层21，所述耐蚀金属复层21设置于基层钢材22朝向外界环境的一侧，所述基层钢材22与所述耐蚀金属复层21之间通过特殊的热轧、爆炸等复合工艺形成冶金结合。
相比于现有技术中的外贴焊接耐蚀金属复层方案，一方面，由于耐蚀金属复层21将其内部的所述基层钢材22覆盖，并且所述耐蚀金属复层21与所述基层钢材22之间形成了冶金结合层，所述耐蚀金属复层21与所述基层钢材22之间结合非常紧密，环境介质难以渗透所述耐蚀金属复层21，所述耐蚀金属复层21从而可以在较长时间内将环境介质与基层钢材22隔离，从而防止基层钢材22被腐蚀，在较长时间内保证组合梁的结构强度；另一方面，所述耐蚀金属复层21与所述基层钢材22之间形成的冶金结合层也使得耐蚀金属复层21与所述基层钢材22紧密结合，这就使得所述耐蚀金属复层21在本发明所述的组合梁中，不仅仅能起到防腐蚀的效果，更能够与所述基层钢材22共同抗拉抗压抗弯，共同提高钢梁2的结构受力性能。本发明的所述组合梁，形成了免涂装维护的外露结构体系，为全生命周期免维护结构提供一种设计方法，耐蚀材料寿命与结构寿命相同，解决了结构全生命周期维护成本高的问题，从而改变现有钢结构建筑维护困难的现状。
在某些实施例中，所述钢梁2的所述耐蚀金属复层21将所述基层钢材22完全覆盖。其中优选的，结合图2所示，图2示出了本发明一实施例中的组合梁的结构示意图，在某些实施例中，所述钢梁2的基层钢材22的一部分设置在混凝土板1内，并通过连接件与所述混凝土板1连接，所述耐蚀金属复层21将外露于混凝土板1的基层钢材22完全覆盖。如此，基层钢材22能够与混凝土板1连接，充分发挥其力学性能好的优势，并且其被混凝土板1覆盖的部分由于混凝土也能起到防腐蚀的作用，减少该部分耐蚀金属复层21的覆盖可以降低钢梁2的成本，而基层钢材22外露于混凝土板1的部分则被耐蚀金属复层21完全覆盖，可以充分发挥耐蚀金属复层21的防腐蚀性能，充分做到物尽其用，满足了对环保的追求。
在某些实施例中，所述组合梁采用了如图1所示的类工字形(T形组合梁)截面形式，钢梁2上部开口与混凝土板1相连，钢梁2上翼缘焊接栓钉连接键，混凝土板1的钢筋穿过栓钉之间与混凝土共同浇筑；钢梁2外露部分采用冷弯薄壁型钢的方法进行弯曲，形成类T型的截面，使得耐蚀金属复层21朝外，与混凝土形成闭合保护层。
在某些实施例中，所述组合梁如图3所示采用了开口箱形截面的形式，钢梁2上部开口与混凝土板1相连，钢梁2双腹板开洞部分穿入混凝土板1，采用PBL连接键的形式与混凝土板1相连，混凝土板1的钢筋贯穿腹板洞口，浇筑楼板混凝土时将洞口填满；钢梁2外露部分的外侧表面覆盖一层耐蚀金属复层21，与混凝土共同形成闭合保护层，完全避免基层钢材与外界环境接触。
可以理解的是，所述基层钢材22可以选用组合梁中常用的钢材，例如Q355低合金结构钢，所述耐蚀金属复层21可以为不锈钢或者钛材或者钛合金。
以下通过提供对比例以及实施例以佐证本申请相比现有技术存在的实质性特点和显著的技术进步。其中，以在基层钢材上外贴焊接耐腐蚀金属的组合梁为对照组，以使用本申请的技术方案的组合梁为实施例。所述对照组和实施例的组合梁的结构尺寸如图4所示，对照组和实施例的组合梁其混凝土板的厚度均取100mm，混凝土型号为C40，并且根据早期研究结果，所述耐蚀金属复层的厚度占复合钢材总厚度的比例至少为0.1时，才能保证耐蚀性能以及避免运输安装过程中的复层破损；因此，对照组的组合梁其基层钢材厚度为9mm，外贴焊接的耐蚀金属复层厚度为1mm，实施例的组合梁的复合钢材总厚度为10mm，即基层钢材厚度与耐蚀金属复层厚度之和为10mm，不断改变复合比β，即耐蚀金属复层厚度与基层钢材厚度的比值。
以下实施例的基层钢材为Q355低合金结构钢，耐蚀金属复层为S30408奥氏体不锈钢(屈服强度205)，对照组中，所述组合梁其基层钢材同样为Q355低合金结构钢。
对比例
由于对照组中外贴焊接形式的耐蚀金属复层无法保证与基层完全紧密结合协同工作，即外贴焊接形式的耐蚀金属复层不会参与到组合梁的受力中，因此，可以将对照组的组合梁简化视为9mm厚度的钢结构组合梁。
根据图4中组合梁的尺寸、《钢结构设计标准》GB50017、《混凝土结构设计规范》GB50010以及材料力学中形心及惯性矩的计算方法，可得：
基层钢材的屈服强度Fy＝355MPa,
钢材弹性模量E＝206000MPa,
钢材面积A＝13788mm2,
钢梁形心位置(相对于板顶)yc＝311.49mm，
钢梁惯性矩Is＝320188496mm4，
混凝土强度fc＝26.8MPa，
混凝土弹性模量Ec＝32600MPa，
钢筋弹性模量与混凝土弹性模量比值E/Ec＝αe＝6.319；
根据材料力学基本方法，将钢梁分割为若干个长方体计算，其中钢梁截面屈服承载力Fst＝∑fy×Ai，其中，fy是钢梁屈服强度，Ai是每一部分的面积，将每一部分承载力进行累加得到钢梁截面屈服承载力Fst＝4894.74kN。
同理，根据材料力学基本方法，混凝土板受压承载力Fcp＝0.85fc×Ac，其中fc是混凝土强度，Ac是混凝土截面面积。计算得到Fcp＝2273.92kN。
使用国内外相关规范对计算组合梁承载力采用的塑性分析方法，不考虑钢梁与混凝土板之间产生的界面滑移计算得到对比例组合梁的抗弯承载力Mb0＝989.8kN·m。
根据钢材与混凝土材料弹性模型的比值，对混凝土板宽度进行折减得到其换算宽度，并与钢材截面模量衡量整个组合梁的刚度。换算宽度计算公式为：
Bc＝L/αE
其中L是混凝土板的宽度。换算成新截面宽度后，相当于顶部的混泥土板等效为一个宽度为Bc的钢块。可以根据材料力学中形心及惯性矩公式得到整个组合梁的换算形心位置和换算截面惯性矩，然后乘以材料弹性模量得到换算截面刚度，计算可得：
混凝土换算截面宽度Bc＝158.3mm
换算截面的形心位置(相对于板顶)yc’＝171.8mm
换算截面惯性矩Ieq＝837203838mm4
换算截面刚度EIeq0＝1.72×1014N·mm2
实施例1
本实施例中取复合钢材的复合比β＝0.1。
通过《钢结构设计标准》GB50017查询得到Q355钢材的屈服强度以及弹性模量，通过《不锈钢结构技术规程》CECS410查询得到不锈钢牌号S30408的屈服强度以及弹性模量，根据《不锈钢复合钢板和钢带》GB/T8165力学性能的计算方法，得到本实施例中复合钢材的屈服强度fy＝340MPa，弹性模量E＝204700MPa。
根据材料力学中形心及惯性矩的计算方法，可得：
钢梁截面面积A＝14300mm2
钢梁形心位置(相对于板顶)ycp＝311.34mm
钢梁惯性矩Is＝354342532mm4。
根据《混凝土结构设计规范》GB50010得到C40混凝土轴心抗压强度fc＝26.8MPa以及弹性模量Ec＝32600MPa，计算得钢筋弹性模量与混凝土弹性模量比值E/Ec＝αe＝6.279。
按照以下步骤计算获得本申请复合钢材组合梁的抗弯承载力：
步骤(1)获取钢梁全截面屈服承载力Fst，混凝土板受压承载力Fcp，组合梁的钢梁上翼缘的承载力Fft，钢梁腹板的承载力Fw和钢梁下翼缘的承载力Ffb，钢梁上翼缘厚度tft，混凝土板的厚度tc，钢梁腹板受压区域的高度dwx，钢梁下翼缘Ffb合力位置到混凝土板顶部的距离dfb，钢梁上翼缘Fft合力位置到混凝土板顶部的距离dft，钢梁腹板Fw合力位置到顶板的距离dw，混凝土板Fcp合力位置到其顶部的距离dc，
步骤(2)通过下式计算中性轴在钢梁腹板时、钢梁腹板受压区域的承载力Fwx
Fwx＝Fst/2-Fcp/2-Fft
步骤(3)通过下式计算组合梁的抗弯承载力Mb
Mb＝[Ffbdfb-Fftdft+Fwdw-Fcpdc-2Fwx(dwx/2+tft+tc)]，
计算得到Mb＝1027.4kN·m，比对比例提高3.8％。。
采用与对比例相同的方法，考虑复层的贡献，计算可得复合比β＝0.1时，复合钢材组合梁截面刚度EIeq＝1.84×1014N·mm2，相比对比例提高了6.9％。
实施例2-5
与实施例1类似，将实施例2-5中的复合比设置为0.2、0.3、0.4、0.5，并按照如实施例1相同的计算方法对实施例2-5中的复合钢材组合梁的组合梁承载力以及组合梁刚度加以计算，得到结果如表1所示。
表1
Figure GDA0003979637880000121
根据表1，进一步计算各实施例和对比例的组合梁承载力的比值和组合梁刚度的比值，并对结果进行曲线拟合，分别如图6和图7所示。
从图6可以看出，本申请的复合钢材组合梁随着复层厚度增加，组合梁强度逐渐降低，当β＝0.1-0.22时，各实施例组合梁的承载力与对照组组合梁承载力的比值Mb/Mb0大于1，当β>0.22时，Mb/Mb0小于1，从而证明当复合比β优选为0.1-0.22时，本申请的组合梁在保证了防腐蚀性能的同时，其承载力要优于现有技术中的组合梁。
从图7可以看出，当复合比β＝0.1-1时，本申请的复合钢材组合梁其截面刚度与现有技术中组合梁截面刚度的比值EIeq/EIeq0始终大于1，即本申请的复合钢材组合梁其刚度始终优于现有技术中组合梁的截面刚度。
实施例6
组合梁结构在使用过程中可能承受风荷载、波浪荷载、车辆荷载等动力荷载，这类荷载远小于材料的抗拉强度，但在一段时间的循环加载下，可能发生突然脆性断裂的现象，这种现象被成为材料的疲劳断裂。因此，在考虑本申请复合钢材的组合梁的综合性能时，高周疲劳性能也是需要测试的对象。
对此，申请人对复合比β为0.2的复合钢材以及现有技术普通钢材在不同应力幅值σ下的疲劳寿命N进行了实验测试，并将测试结果整理为如图8所示。
从图8中可以很直接的看出，本申请的组合梁所使用的复合钢材的疲劳寿命要远高于现有技术中的普通钢材，因此使用了所述复合钢材的本申请的组合梁，其疲劳寿命要远好于传统方案中的普通钢材组合梁，结构长期安全性更高。
实施例7
结构在受压时未达到承载力极限但出现几何稳定性丧失的现象被称为受压屈曲。由于现在尚不存在相关规定或标准公开了复合钢材受压板件的屈曲计算方法，申请人基于学界已有复合材料板件屈曲理论研究，根据小挠度板件理论假定(Kirchhoff假定)进行推导，给出组合梁中复合钢材受压板件(一边自由)的屈曲应力计算理论解，然后使用有限元方法(MATLAB计算与Abaqus建模计算)对理论解法进行验证与补充修正，最终得到如下的复合钢材受压板件(一边自由)的屈曲应力公式，
Figure GDA0003979637880000141
Figure GDA0003979637880000142
Figure GDA0003979637880000143
其中，β是复合比，即耐蚀金属复层与复合钢材总厚度的比值，Ec是复层弹性模量，Es是基层弹性模量，Esp为计算复合钢抗弯刚度用的等效弹性模量，t是复合钢材总厚度，b是板件宽度，z0是中性面的位置，v是钢材的泊松比。
仍以9mm基层钢材上外贴焊接1mm厚耐腐蚀金属的受压板件为对照组，由于无法保证两层紧密结合，较薄的外贴层受压时极易屈曲，对整体板件的受力几乎没有贡献，只需对仅含有9mm普通钢材的板件进行屈曲计算，其屈曲应力可按:
Figure GDA0003979637880000144
计算得到σcr0＝284.6MPa。
本实施例中，对β＝0.1-1的复合钢材的屈曲应力σcr按照本申请公开的获取方法进行了计算，并计算σcr/σcr0，计算结果整理如图9所示。
从图9可以看出，对于β＝0.1-1，σcr/σcr0始终大于1，可以证明复合钢材屈曲荷载始终优于普通钢材。图9中同时示出，σcr/σcr0随着复合比增大逐渐下降，在复合比超过0.75时屈曲荷载迅速下降，此时复合比对结构受力影响较大，不利于结构屈曲荷载的设计，因此优选复合比β＝0.1-0.75。
综上所述，本申请所述的复合钢材组合梁，根据环境腐蚀强弱在此范围内选择合适的厚度可以保证组合梁结构既具有较高的承载力同时具有较高的力学性能。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种复合钢材组合梁的受压板件屈曲应力的获取方法，其特征在于，所述复合钢材组合梁包括混凝土板和钢梁，所述钢梁设置于混凝土板的下方并通过连接件与混凝土板连接，所述钢梁为复合钢材制得，所述复合钢材包括基层钢材和耐蚀金属复层，所述耐蚀金属复层设置于基层钢材朝向外界环境的一侧，所述基层钢材与所述耐蚀金属复层之间形成冶金结合层；
所述复合钢材组合梁的受压板件屈曲应力的获取方法包括以下步骤：
(1)获取耐蚀金属复层与复合钢材总厚度的比值β，耐蚀金属复层弹性模量Ec，基层弹性模量Es，复合钢材总厚度t，板件宽度b，钢材的泊松比ν,
(2)根据下式计算复合钢材组合梁的受压板件中性面位置z0，
Figure FDA0004079851950000011
(3)根据下式计算复合钢材组合梁的受压板件抗弯刚度用的等效弹性模量Esp，
Figure FDA0004079851950000012
(4)根据下式计算复合钢材组合梁的受压板件屈曲应力σcr，
Figure FDA0004079851950000013
2.根据权利要求1所述的复合钢材组合梁的受压板件屈曲应力的获取方法，其特征在于，所述钢梁的所述耐蚀金属复层将所述基层钢材完全覆盖。
3.根据权利要求1所述的复合钢材组合梁的受压板件屈曲应力的获取方法，其特征在于，所述钢梁的基层钢材部分地设置在混凝土板内，并通过连接件与所述混凝土板连接，所述耐蚀金属复层将外露于混凝土板的基层钢材外侧完全覆盖。
4.根据权利要求1所述的复合钢材组合梁的受压板件屈曲应力的获取方法，其特征在于，所述钢梁为类工字形截面形式或者开口箱形截面形式。
5.根据权利要求1所述的复合钢材组合梁的受压板件屈曲应力的获取方法，其特征在于，所述钢梁通过栓钉连接键或者PBL连接键形式与混凝土板连接。
6.根据权利要求1所述的复合钢材组合梁的受压板件屈曲应力的获取方法，其特征在于，所述耐蚀金属复层为不锈钢或者钛材或者钛合金。
7.根据权利要求1所述的复合钢材组合梁的受压板件屈曲应力的获取方法，其特征在于，所述耐蚀金属复层的厚度与所述复合钢材总厚度的比值为0.1-0.75。
8.根据权利要求7所述的复合钢材组合梁的受压板件屈曲应力的获取方法，其特征在于，所述耐蚀金属复层的厚度与所述复合钢材总厚度的比值为0.1-0.22。
9.一种复合钢材组合梁的抗弯承载力的获取方法，其特征在于，所述复合钢材组合梁包括混凝土板和钢梁，所述钢梁设置于混凝土板的下方并通过连接件与混凝土板连接，所述钢梁为复合钢材制得，所述复合钢材包括基层钢材和耐蚀金属复层，所述耐蚀金属复层设置于基层钢材朝向外界环境的一侧，所述基层钢材与所述耐蚀金属复层之间形成冶金结合层；
所述复合钢材组合梁的抗弯承载力的获取方法包括以下步骤：
(1)获取钢梁全截面屈服承载力Fst，混凝土板受压承载力Fcp，组合梁的钢梁上翼缘的承载力Fft，钢梁腹板的承载力Fw和钢梁下翼缘的承载力Ffb，钢梁上翼缘厚度tft，混凝土板的厚度tc，钢梁腹板受压区域的高度dwx，钢梁下翼缘Ffb合力位置到混凝土板顶部的距离dfb，钢梁上翼缘Fft合力位置到混凝土板顶部的距离dft，钢梁腹板Fw合力位置到顶板的距离dw，混凝土板Fcp合力位置到其顶部的距离dc，
(2)通过下式计算中性轴在钢梁腹板时、钢梁腹板受压区域的承载力Fwx，
Fwx＝Fst/2-Fcp/2-Fft
(3)通过下式计算组合梁的抗弯承载力Mb，
Mb＝[Ffbdfb-Fftdft+Fwdw-Fcpdc-2Fwx(dwx/2+tft+tc)]。
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