6.3.1  本条给出了考虑滑移效应的、正弯矩作用下钢-混凝土简支组合梁的跨中挠度计算公式。

    栓钉处于弹性阶段时，荷载-滑移曲线接近直线，本规范建议栓钉的抗剪刚度K取割线刚度，即K＝V/s(参见Y.C.Wang 《Deflection of Steel—Concrete Composite Beams with Partial Shear Interaction》，《Journal of Structural Engineering》，1998，124(10)：1159-1165)。规范编制组根据大量实验结果拟合得出栓钉荷载-滑移曲线的计算模型：(s为相对滑移量：单位为mm)。根据该模型推出弹性阶段栓钉的抗剪刚度公式(参见Xue W.C.《Static behavior and theoretical model of stud shear connectors》，《ASCE Journal of Bridge Engineering》，2008，134(6)：623-634)：

K＝2(Vu－0.97V)         (6)

式中：V——栓钉产生滑移s时承受的剪力(N)；

      Vu——栓钉抗剪承载力(N)。

    在计算两点对称集中荷载作用下组合梁弹性阶段的变形时，在简支梁全跨长范围内，K可取剪跨区段内栓钉的抗剪刚度。

    正弯矩作用下钢-混凝土组合梁的挠度计算基于如下假定：

    (1)在正常使用阶段，钢梁和混凝土都处于弹性工作阶段；

    (2)钢梁与混凝土桥面板交界面上的水平剪力与相对滑移成正比；

    (3)外荷载作用下，同一截面的钢梁和混凝土单元具有相同的曲率。

    基于整体和分离体的平衡方程、应变协调关系及钢和混凝土材料的本构关系，建立钢-混凝土组合梁的微段分析模型，如图1所示。

图1  钢-混凝土组合梁微段计算模型

    图中符号Nc、Vc、Mc为混凝土形心处的轴力、剪力、弯矩，Ns、Vs、Ms为钢梁形心处的轴力、剪力、弯矩，M为截面总弯矩，q为交界面单位长度上的水平力。

    按照本规范、国家标准《钢结构设计规范》GB 50017-2003、欧洲规范4(1992)和英国钢结构规范《British standard：structural use of steel work in building》BS 5950—3：1990分别对规范编制组完成的试验及相关试验[参见何池《预应力组合梁长短期性能研究与时随分析》(同济大学硕士学位论文，上海：同济大学，2002)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)]中的3根简支钢-混凝土组合梁在正弯矩作用下的跨中挠度进行了验算(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，在P＝0.2Pu、0.4Pu时，按本规范公式计算得到的结果与试验结果误差较小(在P＝0.2Pu、0.4Pu时，挠度计算值和实验值的平均误差均为4.3％，平均标准差分别为0.014和0.049)。

6.3.2  目前国内外规范尚未有针对预应力钢-混凝土组合梁长期变形的计算公式，本条给出了适用于预应力和非预应力钢-混凝土组合简支梁长期变形的简化计算公式。

    基于整体和分离体的平衡方程、应变协调关系及钢和混凝土材料的本构关系，建立了预应力钢-混凝土组合梁长期变形理论计算模型，推导了长期变形计算公式(详见《体外预应力钢-混凝土组合梁长期性能研究报告》，《钢-混凝土组合桥梁设计规范》编制组，2010)。公式考虑了混凝土收缩、徐变、预应力筋松弛等因素的影响，但过于复杂，不适用于组合梁设计。

    以组合梁附加变形主要影响因素为参数，引入与时间有关的系数λ(t)和与混凝土桥面板平均应力有关的系数是k1，结合1500d预应力钢-混凝土组合梁长期性能试验结果，对原有公式进行了简化，得到本规范式(6.3.2-2)。式中计算时刻单位为“d”。

    按照本规范公式对本规范编制组完成的5根预应力简支梁和4根非预应力简支梁张拉完成后1500d内的跨中附加变形进行了计算，并与试验结果和程序计算结果进行了对比(详见《钢-混凝土组合梁长期性能试验与理论研究报告》，《钢-混凝土组合桥梁设计规范》编制组，2010)。结果表明，按本规范公式计算得到的结果与试验结果吻合良好，且偏于安全。