，。 ： ，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EC4Des】。。ign 《of c《omposite ！steel and！ con-》c，。re：t，e structu！res？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(AISC】-，LRFD1999)！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b：e，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(AAS》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(：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 5】00：10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EI《eq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E？C4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《。×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)×1【0-6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(150～【200)×》10-6相当—于混凝土的温—度比钢梁降》低1：5℃～2《0℃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 ！ 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4？0％：。第二类截面3—0％第？三类：截面2？0％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EC3D！es：ign of 【steel —struc》tur？es保守《得多根据连续—组合梁的试验结果1！5％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： ：