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≥:1.1?0伸长率不小于1】5%相应《于抗拉强《度ƒu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《);
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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;《
?。。
《 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
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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
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(?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】
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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)
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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【t,ƒsd≥0.15】Asƒ?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?
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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
! (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
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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!
》
, 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:。01:0)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AI!。SC:(S:。pe:cificat【ion f》or Str—uctur》al Steel !Buildin【gs Ap》pr:ov:ed by the!。 Am?eri?can Insti!tu:te of》 Steel 【C,。onstr》ucti《on Co》mmi?ttee2005)!、,英国钢结构规—范B:r,itish Sta!nderdS—truct》ur:al use o】f steel w!or:k in bu【ildingBS5!950-《31990、S【.ChenLoad! ,car?rying ca】pac?ity of— com《po:site beam!s, pr?est?。r,esse《d with e】xt:e,rnal te【ndon《s u?nder 》pos?it:ive m》omen《t(Journ【al o《f C?onstru—ctio《nal S》te:el R《e,seac《。h2005V—。ol:.61(4)—515?-5:。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19?94)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201—。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
】
》 按照本规范、!S.Chen—Lo:ad ?carrying】 ca?。。p,acity》 of 《composit】e beams p!restresse!d :with e—xternal【 tendons !un:der? pos《itive mo】ment(》Journal 】of: Const—r,uc:ti:onal S—teel Re【sea?ch2005—V,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《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!0.03《5)
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