： ， 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EC4Desig！n of co【mp：osite s【t，eel and c！on-crete ！。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 ：。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(AISC【-LR？FD1？9，99：)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》。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：。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/【1，2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【 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EC》4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 【 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【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％～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℃～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～【600？。)×10-》6在不利条件下【甚至可达到1—00：0×：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】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7！5％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7】。5，。。％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EC《4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：E，C3De《sign《 of ste【el s《t，ructures】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— ，。 ，