14  】钢与混凝土组—。合梁 — 14.！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EC4De【sign of【 compo—site ste】el： a：nd con-【crete》 str《uctures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 500》10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《(A：IS：C-LRF》D1999》。)，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bef【f,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； 【      】     b—ei：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(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(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G】B 50010【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E？C4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EIeq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～》1.2×1》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5！0，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(3】0，0～60《0)×10》-，6在不？利，条件下甚至可达到1！000×10-【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1：5℃  ！ ，  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20％第【四类截面1》0％：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！esig《n of 》steel str！u，c，tu：res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EC《4，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 《