5 承】载能力极限状态【计算
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5.1 抗】弯承:。载力计算
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5?.1.1 —按塑性理论计算钢-!混凝:土组合梁截面的【抗弯承?载力时要求构—件,的稳定?问题不?能先于截面塑—性前发生故对钢梁】板件的宽厚比作【出,较严格的《限,制以避免由于板件局!部失稳而降低—构件的承载力参考】欧洲:规范4?的要求采用塑性方法!设计时为《了保证构件的塑性发!展采用钢材的力【学性能应满》足强屈比ƒ》u/ƒy≥1.1】0伸长率不小于15!%相应于《抗拉强?度ƒu的应》变εu?。不小于1《5倍屈?服时的应变ε—y
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》。 , 受弯钢-混凝土】组合梁根据》钢结构稳《定与截面塑性发展之!间的关系按欧洲规范!。4可以分为
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— 第一类截—面全:截面达到《塑性并可形成—塑性铰(改变结构形!成内力重分布);
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第二类截!面全截面可》达到:塑性但不能形成塑】性铰稳定问题先于】塑性:铰出现;
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第三类截!。面截面边缘》达到塑性稳定—问题先于全截面【塑,性出现;
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》。 第四类【。截面稳定问》题先于塑《性出现即承载能力完!。全由局部稳定控【制
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第】一,类、:第,二类截面可采用塑】性计算截面抗弯承】载力第?。。三,类截面可采用—弹塑性计算截面承载!力第:四类:截面一?般设计上是》不允许采用的—
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截面的!分类按照《受压翼?。缘板及腹《。板各自的不同情【况进行?判定
! 本条规定参】考了欧洲《规范4的相关规定以!第,一、二类截面进行控!制
【 当板件【宽厚比不满足表5.!1.1的限值—但满足本规范构造要!求的截面时可采【。用,弹,性方法计算截—面抗弯承载能—力即应变满足平截面!假定应力应变关系满!足虎克定律》截面边缘应力达【到材料设计》强度的条件来计【算截面承载能力即
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ro【σ≤ƒ 《 , ? , (2)
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式中【σ基:本组合下《钢筋、钢梁》或混凝土的计算应力!值(MP《a);
》。。
【 : ƒ钢筋、》钢梁:或混凝土的强—度设计值(》MPa)
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《 用塑性设计【方法:计算截面承载能【力其最?终的极限状》态,可,不考虑施工》过程及?徐,变、收缩、》温度:作用的影响采—用弹性设计方法【时其应?力的极限状态—为,继承应力故应计入这!些作用的影响
【
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5.》1,.2 当钢—。梁同时受弯受—剪时由于腹板剪应力!的存:在截面?的抗:弯承:载,能力会?有所降低或者反过】。来说当?截,面中有了《较大的弯《矩,作,用后:截面的抗剪承载能力!会有所降低》
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对】于简支?梁一般不出现上述情!况(除了在跨中弯】矩最大处还有较大】。的集中力作用)【
】 对于连》续梁的中支点处截】面受弯受剪最—大必然同时》出现但根据试—验表明当桥面板【的纵向配筋率—较大满足Artƒs!d≥0.15As】ƒd:(,。普,通钢筋?与钢梁的力》比大于0《.1:5,)的要求时抗剪【承载能力有较大【的提高抗弯承—。载能力也可不—考虑剪力的》影响:
! 当不满足本条【规定时抗弯》承载能?力可根据《下列规?定,计算
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》 : :(1)当剪力设【计值小于5》0%的剪力承载【能力时仍可不—考虑剪力对》抗,弯承载?能力的影响;—
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? (2)当剪力!设计值等于》100%的剪力【承载能力《时抗弯承载能—力仅由钢梁翼—缘和纵?向钢筋提供;
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》 (:。3):当剪力设计值—。。在50%~》100%《的剪力承载能力之间!时抗弯承载力可在上!述两种状态中—线性内插
—。
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5.1.3 【 栓钉等抗剪—连接件在《传,递钢:梁和混凝《土桥面板交界—面上的水平剪力时会!发,生变形从而在交界面!。上引:起滑移使钢-混【凝土组合梁截面的】极限抗弯强度降低】因此在计算钢—-混凝土组合梁抗】弯强度时《应考虑?滑移效应的影—。响本条给出了—考虑:滑,移效应和混凝—土桥面板《内普通钢筋作—用的正弯矩作用下的!钢-混凝土简支【组合梁极《限抗弯强度计算【公式:
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《 由于混凝土桥【面板和钢梁之间有相!对滑:移极:限状态时混凝—土桥面板和钢梁【中都存在中和轴钢-!混凝:土组合梁截面抗弯强!度计算?分四种情况混—凝土桥面板内中和】轴在:两层钢筋之间且【钢梁内中和》轴在:钢,梁,上翼缘?内混凝?土桥:面,板内中?和轴在?两层钢筋《之间且钢梁内中【和轴在钢梁腹板内】混凝土桥面板—内中:和轴在下层钢—筋,以下且钢梁内中【和轴在钢梁上—翼缘内?。混凝土桥面板内中和!轴在下?层钢筋以下且—钢梁内中和轴在【钢梁腹板内
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【 本条所列的【正弯矩作用区—段钢-混凝土组合梁!抗弯强度《计算公式是结合理】论,公式和相关试验结】果拟合?得出的(《详见钢?-混凝土组合—梁单调静力性能和设!计,理,论研究报告钢—-混凝土组》合桥梁设计规范编制!组2010)混【凝土桥面板面积计算!时应考虑承托的面】积
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, 按照本规】范,、现行国家标准钢结!构设计规范G—B 5001—7、欧洲规范4、】美国钢结构》规范A?ISC(Spe【cifica—tion《 for《 Str《uctural 】Steel —Buildi—。ng:s Appro【ved? by t》he Ameri】can I》n,stit《ute? of 《Steel Co】nstructi】on Comm【itte《e2005)、【英国钢?结构规范Bri【tish S—tanderd【S,t,ructura【l use —of steel】 w:or:k in 》buildi—ng:B,S,5,95:0-31990、】。S.:ChenLoad !carryi—ng capaci!ty of》 compos【it:e :beam《s pres—tress》ed with e!xt:ernal t【e,ndons —u,nder pos】itiv《e moment】(Jour》n,al of》 Co?nstruc—tional St!eel R》es:ea:ch:2005Vol【.61(4》)515-530】)和聂?建国钢-《混凝土?组,合梁强度、变—形,和裂缝的《研究(博士后出站报!告北京清《华大:学,1994)中公【式分:别对规?范编制组完成的试验!。和其他相《。关试:验中的23根钢-】。混凝土组《合,梁的抗弯《强度进?行了验?算(详见钢-—混凝:土组合梁单调静力性!。能,和设计理论研究报告!钢-混凝土组合桥梁!。设计规范编制组2】01:0)结果表明按【照本规范公》式计算得《到的结果与试验【。结果误差较小(平】均,误差为0.2%标准!差为0?.058)
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5.1》.4 本》条,给出了体外预应力】筋的:极限应力《的计算方法体外【预应力筋的极限应】力是体外预应力筋的!有效应?力加上应力增量应】力增量的计算分为】塑性中?和轴在板内》和,钢梁内两种情况根据!本规范编《。制,组完成的试验结【果,应力增量的》计算公式是根—据选用?的参数进行拟合而得!出的
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》 按照本规范、】S,.Ch?en:L,oad ca—rrying ca!。pacity— of comp】os:ite beams! pres》tr:es:sed with】 external! tendons】 under 【p,os:itive mo】ment(Jou】rnal of【 Constru】c,tional S】te:。el Resea】ch2005Vo】l.61(4)51!5530)和—聂建国钢-混凝土】组合梁强度、变形】和裂缝的研究(【博士后出站》。报告北京清华大【学,199?4)中公《式分别对《规,范编:。制组完成的试—验和其他相》关试验中的14根钢!-混凝土组合—梁体外预应力筋【极限应力《增,量和极限《应力进?行了验算(详见钢-!混凝:土组合梁单调—静力性?能和设计理论研究报!告钢-混凝土组合】桥梁设计规范编【。制组2010)结】。果表:明按照?本规范公式计—算得到?的预应力筋》极限应?力增量和极限应力与!试,验值结果误差—较小(平均误差【分别为6.3%【和2.?5%标准差分别【为0.0《98和0.035】)
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