14—。  钢与《混凝土组合》梁 — 14.】1  一般规定【 》 1《4，.1.1  本【章规定适用》于将钢梁和》混凝土翼缘板—通过抗剪连接件【连，成整体的钢-混凝土！简支及连续组合【梁 ：    】 所谓？“，适用于不直接承受动！力荷载”主》要考虑本章给出的组！合，梁设计方《法为塑性设》计法不适《。。用于直接承受—动力荷载的组合梁在！已有研究成果和【工程实？践经验的基础上本】条，。给出：了直接承《受动力荷载组合【梁的设计原则与【不直接承受动力荷】载的组合梁》相比在设计方—法上有两点不—同一是需《。要进行疲劳》验算在本标准附【录J中？给出了具体的验算】方法主要参考国内试！验结果和欧洲—组合结？构设计规《。范EC4Desi】gn of —comp《osit《e，。 st？。。eel an—d con-cr】ete？ structu】。res的相关条文】；二是不能》采用塑性方法进【行，承载能力计算—应按照？弹性理？论进行计算即采用】换算：截面法验算荷载【效应设计《值在组合梁截面产生！的应力(包括—正应力和剪应—力等：)小于材料的—设计：强度此外《弹性设计方法还适】用于板件宽厚比【不符：合塑性？设计法要求的组【。合梁 》    — 组合梁《的翼缘板《可用现浇混凝—。土板亦可用》混凝土叠合板—清华大学对钢—-混凝土叠合板【组合梁进《行了大？量的：试验研究证》明叠合板组合—梁，具有与现浇混凝【土翼缘的组合梁一样！的受力？性能并且钢-混【凝土叠合板组合梁在！实，际工程？中也获得了大—量的成功应用取得】了显著？的技术？经济效益《和社会效《益，混凝土叠合板翼【缘是由预《制板和现浇层混【凝土所构成预制【板既作为模》。板又作为楼板的一】部分参与楼板和组】合梁：翼缘：的，受力混凝土叠合【板的设？计按照现行国家标准！混凝：土结构设计规范G】B 50《010的规定—进行在预制板表【面采取拉毛及—。设置抗？剪钢筋等措施以保证！预制板和现浇层形成！。整体 《 ： 14.1.【2  钢-混—凝土：组合梁的混凝—土，翼缘：板既可带板》托也可不带板托由于！板托构造复杂施工不！便在没有必》要采用板《托的前提下优先采用！不带板托的组—合梁 ？    】 与混凝土结—构，类似组合梁混—凝土：板同样存在剪力滞】后效应目《前各国规《范均采用有效宽度的！方法考虑混凝土板】剪力滞后效应—的影响但有效—宽度计算方法不尽】相，同 《   》  1  美国钢】结构协会钢结构【建，筑荷载及抗力系【数，设计：。规范(AI》SC-LRFD19！99)规定》混凝土翼缘板的【。有效：宽度b？。e取为钢梁轴线【两，侧有效？宽，度之和其中一—侧的混凝土有效【宽度为？以下三者中的较【小值组合梁》跨度的1/8其中】梁跨：度取为支座中—线之间？的距离；相邻组合梁！间距的1《/2；？钢梁至混《凝土翼板《边缘的距《离 【    2 — 欧洲组合结构设】计规范EC4规定】当，采用弹性方》法对组合梁》进行整体分析—时每一跨的有—效宽度可以采—。用定值？对于：中间跨和简支—边跨可采用如下规】定的中间跨有效宽度！beff《,1对于《悬臂跨则采用如下规！定的支座有效宽【度beff,2【如图44《所示 ！ 》图44   混凝】土翼板的等效跨径】及有效宽度(—欧洲组合结构设【计规范EC》4) 》 ，  ？   1)》中间跨和中间支【座的有效宽度—按下式？计算 】 ： ，    —。 ，式中b0同一—。截面最外侧》抗剪连接件》。。间的横向间》距；  ！         ！bei钢梁腹板一侧！的混凝土《翼缘板有效宽度【取Le/8但不【超过：板的实际宽度b【ibi？。应取为？最外侧的抗剪连接件！至两根钢梁间中线】。的，距离对于自》由端则取混凝—土悬臂板的长度L】e为反弯《点间的近似长度 ！ 《 ， ，  ：对于一？根典型的连续—组合梁应根》据控制设计的弯矩】包络图来确定Le】。(如图？44所示) 【   —  ：2)边支座的—有效宽度按》下式：计算 ！ 组合梁】。各区段的《混凝土板有效—宽度取值见》图4：4  】   根据欧—洲组：合，结构设计规》范EC4简》支组合梁的有效跨】径Le取为梁—的实际跨度对—。。于连续组合梁其正】弯矩区有效宽度【与正弯矩区的—。。长度：有关负弯《矩区有效宽度则与】负弯：矩区(中支座区【)的长度有》关图：44中相邻的—正负弯矩《区存在长度重—叠的部？分这与设计时应【考虑结构的弯矩包络！图的要？求是一致的》需要指出的是当忽】略混凝土的》抗拉作用后负弯矩区！的有效宽《度主要用于定—义混凝土《翼板内纵《向受：拉钢筋？的有：效截面积 — ，   》 ， 3  美国各【州公路及运输工【作者协会(》AASHTO)制】定的公路桥梁设计】规范规定混凝土翼】板有效宽度be应等！于或小于1/4【的跨：度以及12》倍的：最小板厚《对于边梁外侧—部分的有效宽—度不应超过其实际悬！挑长：。度如果边梁仅一【侧有：混凝土板时》则有：效宽：度应等于或小于跨】度，的1/？12以及6倍—的最小板厚 【 ，   》。。  4 《 英国桥梁规范【(BS5《400)第5部【分根据有限元分析】及试验研究的成【果以表格的形式给】出，了对应于不》同宽跨比的》。组合梁？混凝土？翼缘：板有：效宽度 【     相【比较而？。言，欧洲组合结构设计规！范EC4对组合梁】。混凝土板有效宽度的！计算方法《概念明确并将简支】组合梁和《连续组合《梁的：。计算方法统一起来】摒弃：了混：凝土板有《效宽度与混凝土【板厚相关的规定【适用：性更强 ！。    《本，标准给出的》组合梁混凝土翼【板的有效宽度基于近！年，来国内大量组合梁板！结构试验《并系参考现行国家】标，准混凝土结构设计】规范GB 5001！0的相关规定同时】根据已有《的研究成果并借鉴】欧，洲组合结构设—计规范EC4—的相关条《文考：虑到组合梁混凝土板！的有：效宽度主《要和梁跨度有关和混！凝土板的《厚度关系不大故【取消了混凝土板有】效，宽度与厚度相关的】规定此外借》鉴欧洲组合》结构设计规》范EC4的方法引】入连：续组合梁等》效跨径的概念将混凝！土板有？效，。宽度的规定推广【至连续组合》梁 《   》  严？格而言？。组合梁采用极限状态！设计法应使用与【之相匹？配的塑？性，。有效翼缘宽度近【年来组合梁的塑【性，阶段：有效宽度试验研【究已开展较多—也积：累了：较多的？数据形成了较为可】靠的设计公》式(详？见清华大学》的相关？研，究)本条计》算组合梁混凝土翼】板有效宽度的方法是！基于组合梁在弹性】阶段的受《力性能所建》立起来的且比—实际值略偏小—而当组合梁》达到极限承载力【时，混凝土翼板》已进入塑《性状态此时翼板【中，的应力分布趋向【均匀塑性阶》段混凝土《翼板的有《效宽度远大于弹【。性，阶段因？此本：条规定低估了—极限状态时楼板对承！载力的实际贡献与】组合梁的《极限状态设计法【并不完全匹配因此】将，根据弹性分析得【。到的翼板有效宽度应！用于塑？性计算计算结果偏】于安全 《 《     本—条主要针《对，。组合梁截面》的承载能《力验算在进行—结，构整体内力和变形】计算时当《组合：。。梁和柱铰接或组合梁！。作为次梁时仅—。承受竖向《荷载不参与》结构整体抗侧—试，验结果表明》混凝土翼板的有【效宽：度可统一按跨中截面！的有效宽度取值【 》 14？.1.3《  组合《梁的正？常使：用极限？。状态验算包括挠度】。和负弯矩区裂—。缝宽度验算》应采用弹性分析方法！并考虑混凝土—板剪力滞后》、，混凝土？开裂：、混凝土收缩—徐变、温度效应等】因素：的影响原规范—仅具体给《出了组合梁的挠度计！算方法并提出要验算！连续组？合梁负弯矩区段【裂缝宽？。度的要求本次修【订明确了正常使用】极，限状态组合梁的验】算内容以及需要考虑！的因：素同时还对计—算模型？和，各因素的考虑方法进！行了具体说明—方便设计人员操作组！合，。。。梁的正常使用极限】状态验算可》按弹性理论进行原因！是在荷载的》标准组合《作用下？。产生：的截面弯矩小于组合！梁在：弹性阶段的极限【。弯矩即此时》的组合梁《在正常使用阶段仍处！于弹性工作》状态温度荷载以【及混凝土收缩徐【变效：应可能会影响组【合梁正常使用阶段】的内力、变形以【。及负弯？矩区裂缝宽度应在正！常使用极限状态【验算：中予：以充分的考虑 ！     在】计，算组合梁的》挠度时可《假定钢和混凝土都是！。理想的弹塑性体【从而将混凝土翼【板的有效截面除【以钢与混凝土—弹性模？量的比值αE换算】为钢截面(为使混】凝土翼板的形心位置！不变将翼板的—有效宽度除》以αE即可)—再求出整个梁截面】的换算截面刚—。度，EI：eq此？外国内外的试验研】究结：果，表，明由混凝土》翼板和钢梁间—相对滑移引起—的附加挠度在—1，0％～15％采【用焊：。钉，等，柔性连接件》时(特别是》部分抗？剪，连接时)该滑移【效应对挠度的影响不！能，忽略否则将偏于不安！全因此在计算挠度】时需要对换算截面刚！度进行折减对连续】组合梁？因负弯矩区混凝【土翼板？开裂后退出工作所】以实际上是》变，截面梁故欧洲组合】结构设计规范—EC4规定在中【间支座两侧各0【.，15l(l为一【个跨间的跨度)的范！围内：确，定，梁的截面刚度时不考！虑，。混凝土翼板而—只计入在翼板有效】宽度be范》围内负弯《。矩钢：筋截面？对截面刚度的影响在！其余区？段不：应取：组合梁的换算截面刚！度而应？取，其折：减，刚度按变截面梁来】计算其？变形计算值与试【验结果吻合良—好 —   ？  连？续组合？梁除需？验算变形《外还应验算负弯矩】区混凝土《翼板的裂缝宽度验算！裂缝宽度首先—需要进行内力分析】得，到支座负弯矩截【面的内力值由于支】座负弯？矩区混凝土板的开裂！连续组合梁在正常】使用阶？段会：出现明显的内—力重：分布：现象为方便》设计可以《采用弯矩调》幅法来计算连续组】合梁的支座负弯矩】值即先按未开—裂弹性分析得—。到支座？负弯矩然后对该【支，座负弯矩进》行折减折《减幅：度即为调幅》系数：。调幅系数的取—值建议根《据已有的试验数据】确定具体可见本标准！第10.2.—2条 《。 ：    》 钢材与混凝土【材料：的温：度线膨胀《。系，数几乎？相等(？约为1.0×10】-5～1.2×10！-5)当二者温【度同时提高》或降低时其》温，度变形基本协调可】以忽略由此引起的】温度应？。。力，但是由于《钢，材的导热《系数是混凝土—的50？倍左右当外界—环境：温度剧？烈变：化时钢材的温度很】快就接近环境温度而！混凝土的《温度则变化较—慢两：种材料间的温度差】将会在？组合梁内产生自平】衡应力即为温度应】力对于简支组—。合，梁，温度差？会引起梁的》挠曲变形《和截面应《。力重：。分，布；对？于连续组《。。合，梁或者其他》超静定结构温度差】还会引起进》一，步的约束《弯矩从而对组合梁的！。。变形和负弯矩抗裂造！。成影：响对于一般情况下在！室内使？用的组？合梁温度《。应力可以忽》略对于？。露天环境下使用的组！合梁：以及直接受热源【辐射作用的组合梁】则需：要计算温度应力露】天使用的组合—梁截面温度场的分布！非常复？杂，为简化分《析计算时通》常可以假《定忽略同一》截，面内：混凝土翼板》和钢：梁内部各自的—温度：。梯，度，整个截？面内只存在》混，凝土与钢梁》两个温度温度差【由两个温度决定；沿！梁长度方向》各，截面的温度分布相】。。同，一般情况下钢梁和】混凝土翼板间的【计算温度差可采用1！0℃～？15℃？在有可能发生更显】著温差的情况下则另！作考虑 —     混】凝土在空《气中凝固《和硬化的过程中会】发生水分《散，。发和体积收缩影响混！凝土收缩变形的【主要因素有组成成】分，、养护条件、使用环！境以及构件的形【状，和尺寸等《对于：。素混凝？土其长期收缩变形】。在几十年后可达【(300～600)！×10-6在—不利条件下》甚至可达《到10？00×？10-6《混凝土收缩》也会在组合梁内引】起自平？衡的内？。力效果类《似于：组合梁的温度应力由！于，翼板：。内配置的钢》筋可以阻止混凝土】的收缩变形钢—筋混凝？土翼板的收缩可取为！(150～200】。)×1？0-6相当于—混凝土？的温度比钢梁—降低：15℃～20℃本标！准的建议值为15℃！    ！ 混凝土徐变会影响！组合梁的长期性能】可采用有效弹性模】量法进行计算当计算！考虑混凝《。土徐变影响的组合】梁长期挠度》时应采用《荷载准永久值组合混！凝土弹性模》型折减为原来的【50％即钢与混凝土！弹性：模量的比值取为原来！的2倍而在》荷，载标准组合下计算】裂缝：的公：式，中，已经考虑了荷—载长期作用的—影响因此无需—在组合？。梁负弯矩区裂—。缝宽度验算中另行】考虑混凝土徐—变的影？响因素 《 ， 1》4.1？。.，4  组合梁的受】力状态与施工条件有！关主要体现在两【个方：面，第一混凝《土未达到《。强，。度前需要对钢梁【进行施工阶段验算】；第二正《常使用极《限状态验算需要【考虑施工方法—和顺序的影响包【括变形和裂缝宽【度验：算对：于不直？。。接，承受动力《荷载以及板》件宽：厚比：满足塑？性调幅设计法要【求的组合梁由于【采用塑性调幅—设计法组《。合梁的承载力极限状！态验算？不必考虑施》工方法和顺序的影响！而对于其他采用弹性！设，计方：法的组合梁》其承：载力极限状态验算也！需考虑施工方法和顺！序的：影响 ？ ，  》   具体而言【可按施？工时钢梁下有无【。临时支撑分别考虑】   】  对于施工时【钢梁下无临时支撑的！组合梁应分两—个阶段进行计算第】一阶段在混凝—土，翼，板强度达到7—5％以？前组合？。梁的自重《以及作用《在其上的《全部施？工，荷载由钢梁单独承】受此时按一般钢梁】。计算其强度、挠度和！稳定性但按弹性【计算的钢梁强度和】梁，的，挠度：均，。应留有余地梁—的跨中挠度除—满足本？标准附录A的要求外！尚不应超过》25mm以》防止：梁下：凹段增？加混凝土的用量和】。自重；？。。第二阶段当混凝土翼！板的强度达到75】％以后所增》加的荷载全部由组】合梁承受在验算【组合梁的挠度以及按！弹性分析方法计【算，组合梁的强》度时应将第》一阶段和第二阶段计！算所得的挠度或应力！相叠加在验算组合】。梁的裂缝宽度时支】座负弯矩值仅考【虑第二阶《段形成组合》截面之后《。产生的弯矩》值在第二阶段计算中！可不考虑钢梁的整体！稳定性而《组合梁按塑》性分析法计算强度】时，则不：必考虑应力叠加可不！分阶：段按照组合梁一【次承受全《。部荷载进行计算 ！     】。对于施工时钢—梁下设？临时支撑《的，组合梁？则应按实《。际支承情况验算钢】梁的强度、稳定及变！形并且在计》算使用阶段组合【梁，承受的？续加荷载产生—的变形和《弹性应力时》应把临时支承点的】反力反向作为续加荷！载如果组合》梁的设计是变形控制！时可考虑将钢梁起】拱，等措施？对于塑性分析有无临！时支承对组合梁的】极限抗弯《承，载力均？无影响故在计算【极限抗弯《承载力时可以不分施！工阶段按组合梁一】次承：受全部荷载进行计】算，。。同样：验算连续组合梁【。的裂缝宽度时支座负！弯，矩值仅考《虑形成组合截面之后！。施工阶段荷载及正常！使用续加荷载产生】的弯矩？值因此为了有效【控，制连续组合梁—。的负弯矩《区裂缝宽度可以先】浇，筑正弯矩《。区混凝土待》混凝土？强度达到75％后】拆除：临时支承然后再【。浇筑负弯《矩区混凝土》此时临时支承点的】反力产生的反向续加！荷载就无需》计入用于验》算裂缝？宽度的支座》负弯矩值 》 ：  《。   在连续组【合梁中栓钉用—于组合？梁正弯矩区时能充】分保证钢梁与混凝】土板的组合作—用提高结构刚度和】承载力但用》于负弯矩区时—组合作用会使混凝】土板受拉而易于开】裂可能会《影响结？构的使用性能—和耐久性针对—。该问题可以》采用优化混凝土板浇！筑顺序、合理确定】支撑拆除时机等【施，。工措施降低负弯矩区！混凝土？板的：。拉应力？达到理想的抗裂效】果 《 14.—。1.5  部分抗】剪连接组合梁是指配！置的抗剪连接件数】量少于完《全抗剪连接所需要】的抗剪连接件—数量如压型钢—板混凝土《组合：梁等此时《应按：照部分抗《剪连接计算其—受弯承载力国内【外研究成《果表明在承》载力和变形都能满足！要求时采用部分抗】剪连：。接组合梁是可—行的 《 14.【1.6、14.1】.7  尽管—连续组合梁负—弯矩区是混凝土受拉！而钢梁受压但—组合梁具有良好的】内力：重分布性能故仍然具！有，很好的经济效益负弯！矩区可以利用混凝】。土板钢筋《和钢梁共《同，抵抗弯矩通过弯矩】调幅后可《使连续组合梁的结】构高度进《一步减小欧》洲组合？结构设计规范EC4！建议当采用》非开裂？分析时对于第—一类截面调幅系数】可取40《％第二类《。截，面30％第三—类截面2《0％第？四类：。截面10％而原【规，范给出的符合—。塑性调幅设计—法要求的截面基本满！足第一类《。截面要求且》全部满足第二类【截面要求因此—原规范规定的不超过！1，5％的调幅系数【。比欧洲钢结构设计】规，范，EC3Desig】n o？f steel s！t，ruc？tur？es保守得多根据】连续组合《梁的试验结果15】％也低估了连续组合！。梁良好？的内力重《分布性能影响了【连续：组合梁经《济效益的《发挥由于发展—组合梁塑性不仅【需要钢结构的特殊】规定同时混凝土楼】板也应满足相—应的要求本次修订】将连续组合梁承载】。能力验算时》。的弯矩调幅系数上】限定为？20％ 【     板件宽！厚比：不符合本《标准：第10.1》.5条规定的截面要！。求时组合梁应—采用弹性设计方法】此外焊？钉能：为钢：板，提供有效《。的，面外约？束因此具有提高板】件受压局部稳定【性的作用若焊—钉的间？距足够？。小则即？使板件？不符：合塑性调《。。幅设计法要求的【宽厚：比限值同样能够在达！。到，塑性极限承载力之前！不发生局部屈曲【此时也可采用塑性方！法，进，行设计？而不受？板件宽厚比限制【本次修订参考了欧】洲组合结《构设计规范E—C4的相关》条文给出《了不满足《板件宽厚比限值仍】可采用塑性调幅设计！法，的，焊，钉最大间距要—求 ？ 14—.，。1.8  组合梁的！纵向：抗剪验算《。作为组合梁设—。计，最为：特，殊的一部分应引起足！够的重视《本次：修订：增加：了第14.6节【专门就组《合梁：的纵向抗剪》验算进行《详细说明 —    【 因为板托对组【合梁的强度、变【。形，。和裂缝宽度的—。影响很小故可不【考虑其作《用 ？