14 【 钢与？混凝土组合梁— — 《1，4.1？  一般规定—。 】14.1.》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 o《f comp—osite》 s：。teel《 ，and c》on-crete ！s，tructures！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GB 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(AISC-L】RFD1《999？)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beff,1对于！悬臂跨则采用如下规！定的支座《有效宽度bef【f,2如图44所示！ 》 图4！4 ：。  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EC4) 【    【 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【； —    《       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bib【i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Le【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L》e(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E：C4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(AASHT【O)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(BS【5，40：0)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E》C4：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 500】10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EC？4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E》Ieq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10％～1【5％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0.1》5l(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【b，e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×？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》(300《～600《。)×10-6在【不利条？件下甚至《可达到100—0×：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(150～2】00：。)×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5【0％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2》5mm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、1《4.1.7》  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EC】4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15％】。的调幅系数比欧洲】钢结构设《。计规：。范EC3D》esign of ！s，tee？l stru—ct：ures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《EC4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 ！