《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E？C4Design】 ，of compos！ite ste【el a《nd ？con-cret】。e struc【tures》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 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 》。 1《4，.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-LRFD！1999)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b【eff,1对于【悬，臂跨则采用如下规定！的支：。座有效宽度》bef？f,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；】 》    《  ：     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？H，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(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 【5，0010《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 ！ 《。1，4.1？.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《α，。E即可)《再求出整个梁截面的！换算：截面刚度E》Ie：q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EC《4规定在中间支【座两侧？。各0.1《5l：(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～【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 】 1：4.1.6、1【4.：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1！5％的调幅系数【。比欧：洲钢结构《。设计规？范EC3Desi】gn： of ste【。el stru【c，tures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 】 ， 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 —