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EC4《De：s，。ign？ of co—mposite【 steel 【and con-c！rete《 structur！es：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 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-【LRFD1》99：9)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bef【f,1对于悬臂【跨则采用如下规定】的支座有效宽度be！ff,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； 】    —       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4！4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(A》ASHTO)—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1/1】2以及6倍的最小板！厚 》 ，    《 4 ？ 英国桥梁规范(B！S5400)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？ 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：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E？C4：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—.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1》。。0.2？。.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》(300～6—00)×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(15《0～200)×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25m《m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4】0％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15％—的调幅系《数比欧洲钢结—构设计规范E—C3Desig【n of ste】。。el st》ru：ctures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 ？