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ƒu/》ƒ,y≥1.10伸长】率,不,小于15《%相应于抗拉强度ƒ!u的应变εu不小于!15倍屈服时的应】变,εy
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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
】。 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);
!
《 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;?
【。 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】;
【 ? 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
【
》 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
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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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roσ≤ƒ! 》 ? (2)
》
式中σ】基本组合下钢—筋、钢梁《。。或混:凝土的计算应力【值(:MPa);
【
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? ? 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
》
《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
】。
? 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Ar《t,ƒsd≥《0.15A》。sƒd(普通—钢筋与钢梁的力【比,大于0.15)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;:
【 ?(2)当剪》力设计值等于10】。0%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;
【。
(】。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》
《。
,。
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2!0,。。10)?混凝土桥《面板面积计算时应】考虑承托《的面:积
《
《 按照》本,规范、现行国—家标准钢《结构:设,计规:范GB 500【17、欧洲规范【4、美?国钢:结构规范《AISC《(Spec》ification! for St【ructur—al S《。teel《 Build—ings《 Appr》oved b—y :th:e Am《。。er:ican 》Insti》tute of S!teel C—onstruct】ion Com【。mittee20】05)?、英国钢结构规【范Bri《。tish 》Sta?nderdS—tructur【al us》e of 》stee《l work— i:n buildin!g,BS5950-31!990、S.Ch】e,nLoad》 carrying! ,capacity !of com—po:site be【ams 《prestre【ssed w—ith e》xternal 】tendon—s, under— positi【v,e m?。oment(—Journal 】o,f Constru!ction》al Stee【l Reseach!2005V》ol.?。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19—。9,4)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20—。。。10)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?)
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
】。 : 按:照本规范、S.【Chen《Load carr!ying cap】acit《y of co【mposit—e be《ams p》re:stre《。ssed 》。wit?h :e,。x,ternal t】en:do:ns under !positive】 m:oment(—Journal o!f Constr】uction—al Steel !Reseach2】。005Vol.【61(4)5155!30)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201—0)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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