《5 承载能力【极限状态《计算:
:
】5,.1 抗》弯承载力计算
】
:
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;
!
?
《 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》
! ,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
—
? 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】
ro】σ≤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(MP《a)
》
— 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Art》ƒsd?≥0.?15Asƒd(【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
—
(】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【。;
! (3《)当剪力设计值在5!0%~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—
《
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
! ? 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 5001!7、欧洲规范4【、美国?钢结构?规范AI《S,C(S?pe:cifica—tion 》for Str【uctural S!tee?l B?uildin—gs A《pproved b!y, ,t,he Ame—rican I【n,stitut—e of《 Steel C】onstruct】i,on Co》mmit《tee2005)、!英国钢结构规范【Brit《i,s,h, Stander】dStructur!al use— of s》teel《 wor《k :in bui—ldingB—S595《0-3199—0、S.《ChenLo—a,d car》ryi?ng ?cap?acit《y :of co》mposite【 beams pr!estres—sed? w:ith ex—t,ernal —tendons u!nder 》po:si:tive《 mome》nt(Journa!l of 》Const》ructio—na:l St《eel R》eseach200!5Vol.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2—3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.ChenLo!ad ?ca:rrying 【ca:paci《ty: of co—mpos《ite b》eams《 prestre】ssed w—ith ex—tern《al te》。ndo?ns under】。。 ,po:sitive mo!ment(Jo【。。。。urna《l of 》C,onstruc【tional S】te:el Reseac!h200《5Vol.》61(4)》51:5,530)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—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20《10)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0.0【35)
《。
,