《。14 ？ 钢与混《。凝土组合梁》 ？ 《 14.1 】 一般？规定 《 ， 1—4.1.1  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EC4Des【ig：n of co【mposite s！teel 》and con-c！rete《 stru》cture》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GB 5》00：10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(AISC-LR！FD1999—)，。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be！ff,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EC》4) —  ？   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b：ibi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(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：。/12以及》6，倍的最？小板：厚 》   《 ， 4  英国桥【梁规范(《BS54《00)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 ？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％？～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1.0×10！-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《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(30】0～600)×10！-6在不《利条件下《甚至：可达到1000【×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E：C，3Desig—n of 》steel —structu【r，。es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，1，0.1.《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 】