： 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》EC4Desi【g，n ：。of co》mp：osite》 stee》l ：and？ co？n-cret—e struc【ture《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， 5001》。0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-LRFD1【。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，beff,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；— 《  ？      —   bei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bi？bi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》EC4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(AA—S，。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(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EC》4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EC4规】定在中间支》座两：。侧各0.15—l(：。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《。.2×10》-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》1，0℃～1《5℃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！0，。0)×？10-6在》不利条件下甚至可达！到1000×1【0-6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？1，5℃～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：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EC3De】sig？n o？f st《eel struc！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【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— ：