《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/》ƒy≥?1.:。10伸长率不—小于15%相应于抗!拉强度ƒu的应变ε!。u不小于15—倍屈服时《。的应变εy
】
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】;
:。。
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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:
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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
r】oσ≤ƒ《 !(2)
!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)】
! ,。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
》
!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)
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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《tƒsd≥0.15!Asƒd《(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
】。
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》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50%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1》00%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%~1【00%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
】
《 按照本规范—、现行国家标准钢结!构设:。。计规:范GB 50017!、欧洲规范4、美国!钢结构规范AI【SC(Speci】fi:cati《on for 【Stru《ctu?ral 《Ste?e,l :Buildings! Appro—ved by t】he: Americ【an Inst【itute of !St:eel Const!r,uction— C:omm?itt?ee2?005)、英国钢结!构规范B《。r,itish S【tander—dStr《uctura—l use of】 steel wo!rk in bu】ild?ingBS595】0-31990、S!。.,ChenLo—ad: ca?rrying ca!pacity 【of compo】site b—eams 》pr:e,。。stresse【。d wit》h externa!。l t?endo《ns under】 pos《i,tiv?e mome—nt(J《。。our?nal of Co!nst?。ru:ctional 】。Steel Res!。each2005V!ol.?61(4)5—1,5-530)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,2010)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?。.ChenL—oad ca—rryin》g cap》aci?ty of》 compos【ite b》。eams 》pres《tresse—d wi《th exte【rnal ten】dons und】er positi!ve mom—e,n,t(Jo《urn?al of C【。onstr》u,。cti?onal Ste】el Re》seach》2005Vo—l,.,61(4)》51:553?0)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0.098和】0.035》)
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