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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
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《 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;
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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;
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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《
》。
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《
》
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)《
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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(M【Pa:),;
【 ƒ【。。钢筋、?钢梁或混《凝土:的强度设《计值:(MP?a)
》
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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
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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Art—ƒsd≥0.1【5Asƒd(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
【 ? (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;
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(!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
》
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20?10)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G?B 50017、】欧洲规范4、美【国钢结?构规范A《IS:C(Spe》c,ificati【on for S】truct》ural《。 Steel Bu!ilding—s Ap《proved 【by the 【Am:erica》n In《sti?tute of 】Steel —Const》ru:ction》 Commit【tee2005)】。、英:。国钢结构规范—Briti》s,h Sta》nd:erdStruct!ural u—se of s【teel w—ork? in bu—ildingB【S595《0-:。3199《0、S.ChenL!oa:d :carryi—。ng capac】ity of co!mposite b!。e,ams pre【st:ressed— with e【xte?rnal t—endon》s un《der posi】tive 》moment(J】。o,urnal of】 ,Cons《truction】。al Stee【。l :Res?ea:。ch2005Vo】l.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《
! 按照本《。规,范、S.Ch—enLo《ad c《。ar:r,ying cap】acity of】 c:omposite !beams pr】est?。ressed 【with 》ex:te:rnal tend!。ons 《under pos!itive mom!e,nt(?Journal【。 of Co—nstruct【ion?al Steel !。Resea》ch2005V【ol.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】.,03:5)
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