， 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EC4】Desi《gn of com！po：s，ite stee】l and —con-cre【te ？structure！s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 50010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(AISC-【LRFD199【9)规定混凝土翼缘！板的有效《宽度be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【be：ff,1对于悬臂跨！则采用如下规定的支！座有效宽度b—eff,2如图4】4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b【0同一截面最外【侧抗剪连接件间的】横向间距； 】。      】     be【i，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bibi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44】 ？ ，。     根据】欧洲组合《结，构设计规范》EC：。4简支组合梁的有效！跨径L？e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？4，4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(AAS》HTO)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(BS540！0)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 5【。0010《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EC—4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α！E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【e，q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E】C4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.？0×1？。0-5～1.2【×1：0，-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》10℃～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(！30：0～60《0，。)×1？0-6在《不利条？件，下甚至可达》到1000×10-！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【。)×：10-6《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 ！ 14.》。。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75％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E！C4：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】20％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EC3Desi！gn of s【tee？l str》uc：tures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2】0％ ？   【  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《 ：