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EC4—De：sign of c！omposit【e s？teel an【d con-cre！te ？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 5【0010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(AIS【C-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EC？4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E—C4)？。 —    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L》e/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(：AASH《TO)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(BS5400)！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 ？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—10：％～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EC】4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(3】00：～600)×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(1】50：～20？0)×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25》mm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3？0％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：EC3Des—ign o》。。f st《eel st—ruct《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 》 1—。4.：。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 《