5 — 承载能力极限状态!计算
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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εu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;
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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?;
】 ?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
【
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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
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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
!roσ≤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(MPa)【;
! 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
】。
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≥0.15Asƒ!d(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:%~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
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
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? : 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AISC—(Spec》ifica》tion《 fo?r S?truc《tural —Steel —Build》i,。ngs Appro!ved 《by th》e Amer—。ican I—n,s,t,it:ute of S】teel Con】struc》。tion 》Commi》tte?e2005)—、英国钢结构规范】British S!tand《erdSt》ruct《ur:al use o】f st《eel wor【k :in ?buildin【gBS595—0-31990、】。S.C?henL《oad carry!ing capa】city of c!。omposit【e beams p!restress】ed wit—h ex《ternal 【tendon—s under 】pos?itive mo】ment(Jou】rna?。l of C—on:struc》tio?nal Steel! Re?seach200】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1:994)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)
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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.ChenL】oad c》arryin—g, capacit】y,。 of co—mp:os:ite 《bea?ms pr》estres—sed wit【h exte—。rnal te【ndo?ns und—er po》sitive— momen—t(:J,ournal o】。f, Co?nstruc—tional St!eel Res【e,ach2《005V《ol.6《1(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1》994)《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2:010?)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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