第3章鋼-混凝土組合梁

1、1建筑工程學(xué)院建筑工程學(xué)院 鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)土木工程專業(yè)土木工程專業(yè)本科本科課程教學(xué)課程教學(xué) 主主 講：講： 周周 天天 華華 2013.11 2013.11 （第（第3 3章章 鋼鋼- -混凝土組合梁）混凝土組合梁） 2組合組合梁梁的分類、形式的分類、形式梁梁鋼包混凝土鋼包混凝土混凝土包鋼混凝土包鋼型鋼混凝土型鋼混凝土拉區(qū)拉區(qū)鋼鋼壓區(qū)壓區(qū)混凝土混凝土類型類型1類型類型2類型類型3本章內(nèi)容本章內(nèi)容3組合組合梁梁的分類、形式的分類、形式梁梁拉區(qū)拉區(qū)鋼鋼壓區(qū)壓區(qū)混凝土混凝土類型類型141. 完全組合梁完全組合梁本課程主要學(xué)習(xí)的本課程主要學(xué)習(xí)的重點(diǎn)內(nèi)容重點(diǎn)內(nèi)容按按受力受力形式分類形式

2、分類2. 非組合梁非組合梁實(shí)際不是組合梁，工程中應(yīng)用少。實(shí)際不是組合梁，工程中應(yīng)用少。3. 部分組合梁部分組合梁了解了解5高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程 JGJ 99-98 彈性設(shè)計(jì)；彈性設(shè)計(jì)； 塑性設(shè)計(jì)。塑性設(shè)計(jì)。依據(jù)規(guī)范：依據(jù)規(guī)范：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB500172003 僅有僅有塑性設(shè)計(jì)。塑性設(shè)計(jì)。6鋼鋼混凝土組合梁混凝土組合梁設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)內(nèi)容重點(diǎn)掌握重點(diǎn)掌握完全抗剪連接完全抗剪連接組合梁的設(shè)計(jì)方法；組合梁的設(shè)計(jì)方法；設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)內(nèi)內(nèi)容容彈性彈性方法方法塑性塑性方法方法鋼梁鋼梁壓區(qū)壓區(qū)砼砼換換算算為為鋼鋼施工階段施工階段使用階段使用階段有無有無支撐支撐？短期

3、短期長期長期抗彎抗彎抗剪抗剪折算應(yīng)力折算應(yīng)力連接件連接件撓度撓度穩(wěn)定穩(wěn)定裂縫裂縫截面截面砼砼和和鋼鋼均均達(dá)達(dá)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)強(qiáng)度強(qiáng)度7 通過通過剪力連接件剪力連接件將混凝土將混凝土板板與鋼與鋼梁梁連接成連接成整體整體，形成鋼與形成鋼與混凝土組合梁混凝土組合梁。在這種組合梁中，混凝土與。在這種組合梁中，混凝土與鋼梁共同受力，協(xié)調(diào)變形。這種組合梁能夠充分的利鋼梁共同受力，協(xié)調(diào)變形。這種組合梁能夠充分的利用用鋼材所具有的抗拉性能鋼材所具有的抗拉性能和和混凝土所具有的抗壓性能混凝土所具有的抗壓性能，從而使這兩種不同性能的材料得到從而使這兩種不同性能的材料得到合理的利用合理的利用。 3.1概概述述8鋼與混凝土組

4、合梁截面由鋼梁、翼板鋼與混凝土組合梁截面由鋼梁、翼板(或加或加板托）和抗剪連接件等組成，見圖板托）和抗剪連接件等組成，見圖3.1.1。 3.1.1 鋼鋼-混凝土組合梁混凝土組合梁的組成的組成910（1）現(xiàn)澆鋼筋混凝土翼緣板，見圖）現(xiàn)澆鋼筋混凝土翼緣板，見圖3.1.2 1、翼緣板、翼緣板11（2）預(yù)制鋼筋混凝土翼緣板，見圖）預(yù)制鋼筋混凝土翼緣板，見圖3.1.3 12（3）壓型鋼板翼緣板（見圖）壓型鋼板翼緣板（見圖3.1.4）13組合梁中的鋼梁截面一般有以下幾種：組合梁中的鋼梁截面一般有以下幾種：（1）工字鋼梁）工字鋼梁 （2）箱形鋼梁箱形鋼梁（3）輕鋼桁架及普通鋼桁架梁）輕鋼桁架及普通鋼桁架梁

5、（4）蜂窩式梁）蜂窩式梁 2、鋼梁、鋼梁1415 為了保證板與鋼梁上下結(jié)構(gòu)有效的共同工作，為了保證板與鋼梁上下結(jié)構(gòu)有效的共同工作，必須在必須在交界面上設(shè)置抗剪連接件交界面上設(shè)置抗剪連接件?？辜暨B結(jié)件的?？辜暨B結(jié)件的形狀應(yīng)保證既能保證形狀應(yīng)保證既能保證抗剪滑移又能抵抗掀起抗剪滑移又能抵抗掀起力的力的作用作用。3、抗剪連接件、抗剪連接件16鋼與混凝土組合梁鋼與混凝土組合梁抗剪抗剪連接件種類及示意圖連接件種類及示意圖17 由混凝土翼緣板與鋼梁組成的組合梁，若兩者由混凝土翼緣板與鋼梁組成的組合梁，若兩者交交界面上之間無連接措施時(shí)界面上之間無連接措施時(shí)，則在豎向荷載作用下，混凝，則在豎向荷載作用下，混凝

6、土翼緣板截面和鋼梁的土翼緣板截面和鋼梁的彎曲相互獨(dú)立彎曲相互獨(dú)立，見圖，見圖3.1.73.1.7各自有各自有中和軸。若忽略交界面上的摩擦力，交界面上僅有豎向中和軸。若忽略交界面上的摩擦力，交界面上僅有豎向壓力，二者必然發(fā)生相對水平滑移錯(cuò)動。所以，其受彎壓力，二者必然發(fā)生相對水平滑移錯(cuò)動。所以，其受彎承載力為混凝土板截面受彎承載力和鋼梁截面受彎承載承載力為混凝土板截面受彎承載力和鋼梁截面受彎承載力之和。這種梁成為力之和。這種梁成為非組合梁非組合梁。3.1.2 組合梁工作的基本原理組合梁工作的基本原理非組合梁非組合梁183.1.2 組合梁工作的基本原理組合梁工作的基本原理非組合梁非組合梁19 若若

7、在鋼梁的上翼緣在鋼梁的上翼緣設(shè)置設(shè)置足夠的足夠的抗剪連接件抗剪連接件并并深入混凝土板形成深入混凝土板形成整體整體，則可，則可阻止阻止混凝土板與鋼混凝土板與鋼梁之間產(chǎn)生的梁之間產(chǎn)生的相對滑移相對滑移，使二者的彎曲變形協(xié)調(diào)，使二者的彎曲變形協(xié)調(diào)，共同承擔(dān)荷載作用，即共同承擔(dān)荷載作用，即形成形成組合梁組合梁。 在荷載作用下，組合梁截面僅有一個(gè)中和軸，在荷載作用下，組合梁截面僅有一個(gè)中和軸，混凝土板混凝土板主要主要承受壓力承受壓力，鋼梁鋼梁主要主要承受拉力承受拉力。 3.1.2 組合梁工作的基本原理組合梁工作的基本原理組合梁組合梁203.1.2 組合梁工作的基本原理組合梁工作的基本原理組合梁組合梁本課

8、程重點(diǎn)學(xué)習(xí)本課程重點(diǎn)學(xué)習(xí)組合梁組合梁21 組合梁截面組合梁截面分析方法分析方法有有彈性理論彈性理論方法和考慮截面塑方法和考慮截面塑性變形發(fā)展的性變形發(fā)展的塑性理論塑性理論計(jì)算方法。計(jì)算方法。 1、彈性理論彈性理論計(jì)算方法計(jì)算方法彈性理論計(jì)算方法就是材料力學(xué)方法。這種計(jì)算方彈性理論計(jì)算方法就是材料力學(xué)方法。這種計(jì)算方法法適合適合組合梁構(gòu)件的組合梁構(gòu)件的施工階段計(jì)算施工階段計(jì)算。 2、塑性理論塑性理論計(jì)算方法計(jì)算方法塑性理論計(jì)算方法塑性理論計(jì)算方法適用適用與計(jì)算承受靜力荷載或間接與計(jì)算承受靜力荷載或間接動力荷載作用下的組合梁截面計(jì)算。計(jì)算時(shí)考慮構(gòu)件截動力荷載作用下的組合梁截面計(jì)算。計(jì)算時(shí)考慮構(gòu)件截

9、面上的應(yīng)力重分布。面上的應(yīng)力重分布。 3.1.3 組合梁截面組合梁截面分析方法分析方法223.1.4 組合梁的組合梁的施工方法施工方法組合梁的組合梁的施工方法施工方法主要有以下兩種：主要有以下兩種： 1. 施工階段組合梁下施工階段組合梁下不設(shè)臨時(shí)支撐不設(shè)臨時(shí)支撐 對施工階段不設(shè)臨時(shí)支撐的組合梁，計(jì)算分析時(shí)應(yīng)按對施工階段不設(shè)臨時(shí)支撐的組合梁，計(jì)算分析時(shí)應(yīng)按兩階段兩階段考慮：考慮：（1）在施工階段，）在施工階段，即混凝土板的強(qiáng)度達(dá)到即混凝土板的強(qiáng)度達(dá)到75%以前，鋼梁的自重、混凝土板的以前，鋼梁的自重、混凝土板的自重和施工活荷載由鋼梁承受，并按自重和施工活荷載由鋼梁承受，并按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范鋼結(jié)構(gòu)設(shè)

10、計(jì)規(guī)范規(guī)定的方法計(jì)算；規(guī)定的方法計(jì)算；（2）在使用階段，）在使用階段，即當(dāng)混凝土板的強(qiáng)度達(dá)到即當(dāng)混凝土板的強(qiáng)度達(dá)到75%的設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，用的設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，用彈性理論彈性理論計(jì)計(jì)算承載力時(shí)，使用荷載和第二階段增加的恒載由組合截面承受。用算承載力時(shí)，使用荷載和第二階段增加的恒載由組合截面承受。用塑性理論方塑性理論方法計(jì)算時(shí)，則全部荷載由組合梁承受。法計(jì)算時(shí)，則全部荷載由組合梁承受。233.1.4 組合梁的組合梁的施工方法施工方法2. 施工階段組合梁施工階段組合梁下設(shè)臨時(shí)支撐下設(shè)臨時(shí)支撐 施工階段在組合梁下施工階段在組合梁下設(shè)置臨時(shí)支撐設(shè)置臨時(shí)支撐，臨時(shí)支撐的數(shù)量根據(jù)組合梁的跨度大小，臨時(shí)支撐的數(shù)量根據(jù)

11、組合梁的跨度大小來確定，當(dāng)跨度來確定，當(dāng)跨度L大于大于7m時(shí)，支撐不應(yīng)少于時(shí)，支撐不應(yīng)少于3個(gè)，當(dāng)跨度個(gè)，當(dāng)跨度L小于小于7m時(shí)，可設(shè)置時(shí)，可設(shè)置12個(gè)支撐。支撐設(shè)置的精確數(shù)量應(yīng)根據(jù)施工階段的變形來確定。這時(shí)，個(gè)支撐。支撐設(shè)置的精確數(shù)量應(yīng)根據(jù)施工階段的變形來確定。這時(shí)，組合梁組合梁不必進(jìn)行施工階段的計(jì)算，按使用階段進(jìn)行計(jì)算，不必進(jìn)行施工階段的計(jì)算，按使用階段進(jìn)行計(jì)算，全部荷載均由組合梁承受。設(shè)全部荷載均由組合梁承受。設(shè)置臨時(shí)支撐可以減少組合梁在使用階段的撓度，但需要較多的連接件來抵抗鋼梁置臨時(shí)支撐可以減少組合梁在使用階段的撓度，但需要較多的連接件來抵抗鋼梁與混凝土板之間的相對滑移。與混凝土板之

12、間的相對滑移。24 3.2.1 材料材料1.混凝土混凝土 強(qiáng)度等級不低于C20。 2.鋼筋鋼筋 混凝土板中一般采用HPB235與HRB335。 3.鋼材鋼材 宜采用Q235與Q345。3.2構(gòu)造要求構(gòu)造要求25 1、組合梁的截面高度、組合梁的截面高度 簡支梁組合梁的高跨比為1/181/12,一般取1/15. 2、混凝土樓板的厚度、混凝土樓板的厚度 當(dāng)樓板采用壓型鋼板組合板時(shí), 壓型鋼板凸肋頂至混凝土板頂混凝土板厚度不應(yīng)小于50mm. 當(dāng)樓板采用普通鋼筋混凝土板時(shí),混凝土板的厚度不應(yīng)小于100mm. 組合梁混凝土板厚，一般以10mm為模數(shù)，經(jīng)常采用的板厚為100mm、120mm、140mm、16

13、0mm 。 3 3、混凝土板的有效寬度、混凝土板的有效寬度 210bbbbe3.2.2 截面尺寸截面尺寸263、混凝土板的有效寬度、混凝土板的有效寬度27 板托頂部的寬度與板托高度之比應(yīng)不小于1.5,且板托的高度不應(yīng)大于混凝土板得厚度的1.5倍 4 4、板托尺寸、板托尺寸28 （1）截面尺寸 組合梁中的鋼梁,其截面高度不應(yīng)小于組合梁截面高度(包括板托)的 ,即 （2）截面形狀和加勁肋 5 . 2 / 1Hh4 . 05 5、鋼梁、鋼梁293.2.3 主、次梁的連接主、次梁的連接303.3.1 3.3.1 組合梁正截面受力性能組合梁正截面受力性能 由試驗(yàn)結(jié)果知；從加荷到破壞，組合梁正截面經(jīng)歷彈性

14、、彈塑性和塑性三個(gè)受力階段，見圖3.3.13.3組合梁試驗(yàn)結(jié)果分析組合梁試驗(yàn)結(jié)果分析彈性彈性彈塑性彈塑性塑性塑性AB3132簡支簡支組合梁破壞形態(tài)組合梁破壞形態(tài) 33連續(xù)連續(xù)組合梁破壞形態(tài)組合梁破壞形態(tài) 34 1、彈性階段、彈性階段 在荷載作用初期，組合梁整體工作性能良好，荷載變形曲在荷載作用初期，組合梁整體工作性能良好，荷載變形曲線基本上呈線性增長，當(dāng)荷載達(dá)極限荷載的線基本上呈線性增長，當(dāng)荷載達(dá)極限荷載的50%50%左右時(shí)，鋼梁的左右時(shí)，鋼梁的下翼緣開始屈服，而鋼梁其它部分還有還處于彈性工作狀態(tài)下翼緣開始屈服，而鋼梁其它部分還有還處于彈性工作狀態(tài) 2、彈塑性階段、彈塑性階段 加荷至混凝土翼緣

15、板板底開裂后，鋼梁的應(yīng)變速率加快，組加荷至混凝土翼緣板板底開裂后，鋼梁的應(yīng)變速率加快，組合梁的變形增長速度大于荷載的增長速度，荷載變形曲線開始合梁的變形增長速度大于荷載的增長速度，荷載變形曲線開始偏離原來的直線。當(dāng)鋼梁下翼緣達(dá)到曲服后，組合梁的撓度變形偏離原來的直線。當(dāng)鋼梁下翼緣達(dá)到曲服后，組合梁的撓度變形顯著增大，組合梁的工作進(jìn)入彈塑性階段顯著增大，組合梁的工作進(jìn)入彈塑性階段 3.3.1 3.3.1 組合梁組合梁正截面正截面受力性能受力性能35 3、塑性階段、塑性階段 加荷至破壞荷載的加荷至破壞荷載的9090以上時(shí)，組合梁跨以上時(shí)，組合梁跨中的撓度變形大幅度增中的撓度變形大幅度增長，荷載變形

16、曲線基長，荷載變形曲線基本呈水平趨勢發(fā)展，此本呈水平趨勢發(fā)展，此時(shí)組合梁的工作已進(jìn)入時(shí)組合梁的工作已進(jìn)入塑性工作階段。塑性工作階段。3.3.1 3.3.1 組合梁正截面受力性能組合梁正截面受力性能36 圖3.3.3 組合梁截面實(shí)測應(yīng)變圖3.3.1 3.3.1 組合梁正截面受力性能組合梁正截面受力性能 373.3.2 組合梁交接面的滑移特征組合梁交接面的滑移特征38 2、影響組合梁交接面上滑移的因素、影響組合梁交接面上滑移的因素 （1 1）由圖）由圖3.3.43.3.4可以看出，在荷載作用初期，荷可以看出，在荷載作用初期，荷載滑移曲線明顯呈線性關(guān)系，當(dāng)荷載達(dá)到極限荷載滑移曲線明顯呈線性關(guān)系，當(dāng)荷

17、載達(dá)到極限荷載的載的70%70%時(shí)，滑移增長速度明顯大于荷載的增長速度時(shí)，滑移增長速度明顯大于荷載的增長速度。 （2 2）連接件的剛度對滑移分布有著重要的影響。）連接件的剛度對滑移分布有著重要的影響。 （3 3）混凝土的強(qiáng)度對組合梁交接面上滑移有一定）混凝土的強(qiáng)度對組合梁交接面上滑移有一定的影響。的影響。 3.3.2 組合梁交接面的組合梁交接面的滑移特征滑移特征39 3.4.13.4.1 截面幾何特征值截面幾何特征值 1、換算截面、換算截面 組合梁在正彎矩作用下按彈性理論進(jìn)行截面分析時(shí)，應(yīng)根組合梁在正彎矩作用下按彈性理論進(jìn)行截面分析時(shí)，應(yīng)根據(jù)據(jù)截面應(yīng)變相同且總內(nèi)力不變截面應(yīng)變相同且總內(nèi)力不變的

18、原則，將受壓混凝土板的有效的原則，將受壓混凝土板的有效寬度寬度折算成與鋼材等效的換算截面折算成與鋼材等效的換算截面寬度，見圖寬度，見圖3.4.1。 即：把即：把混凝土混凝土換算為換算為鋼鋼3.4組合梁按彈性理論分析組合梁按彈性理論分析401、換算截面、換算截面y0圖圖3.4.141（1）荷載短期效應(yīng)組合時(shí) （3.4.1） （2）荷期長期效應(yīng)組合時(shí) （3.4.2） 式中 混凝土翼板換算為鋼材的等效寬度； 混凝土翼板的有效寬度； 鋼材彈性模量E與混凝土模量Ec的比值 。 Eeeqbb/Eeeqbb2/eqbebE1、換算截面、換算截面42 (3.4.3) 第個(gè)單元的截面面積,對混凝土單元需將其換算

19、成鋼材單元進(jìn)行計(jì)算 ； 第個(gè)單元重心軸距截面頂邊得距離。 當(dāng)考慮混凝土得徐變影響時(shí),應(yīng)將公式3.4.23.4.2代入公式3.4.33.4.3進(jìn)行計(jì)算,即可求得考慮混凝土徐變影響的組合截面的重心軸距組合截面頂邊的距離,并用 表示。 iiiAyAy0iAiycy02 2、換算截面重心軸、換算截面重心軸( (中和軸中和軸) )的位置的位置43（1）中和軸在板內(nèi)（見圖3.4.2） 3 3、荷載短期效應(yīng)組合下截面彈性抵抗矩、荷載短期效應(yīng)組合下截面彈性抵抗矩44000yIWc000yHIWb0100yhIWct202113105 . 012yyAIhyhbhbIsscoeeqceqAhbAceq103 3

20、、荷載短期效應(yīng)組合下截面彈性抵抗矩、荷載短期效應(yīng)組合下截面彈性抵抗矩（中和軸在板內(nèi)）45（2）中和軸在板下（見圖3.4.3）3 3、荷載短期效應(yīng)組合下截面彈性抵抗矩、荷載短期效應(yīng)組合下截面彈性抵抗矩46AbAeq02021013105 . 012yyAIhyhbhbIsscceqceq1000cthyIW000yHIWb000yIWc3 3、荷載短期效應(yīng)組合下截面彈性抵抗矩、荷載短期效應(yīng)組合下截面彈性抵抗矩（中和軸在板下）47 組合梁在永久荷載的組合梁在永久荷載的長期作用長期作用下下, ,受壓翼緣混凝土受壓翼緣混凝土發(fā)生發(fā)生徐變徐變, ,將使混凝土翼緣的應(yīng)力減小將使混凝土翼緣的應(yīng)力減小, ,鋼

21、梁的應(yīng)力增大。鋼梁的應(yīng)力增大。為了在計(jì)算中反映這一效應(yīng)為了在計(jì)算中反映這一效應(yīng), ,可將混凝土翼緣板有效寬可將混凝土翼緣板有效寬度內(nèi)的截面面積除以度內(nèi)的截面面積除以2 2換算成鋼材換算成鋼材截面面積。截面面積。 此情況下此情況下, ,組合截面的中和軸一般位于鋼梁的截面組合截面的中和軸一般位于鋼梁的截面內(nèi)（見圖內(nèi)（見圖3.4.33.4.3）。換算后的組合截面面積、慣性矩、）。換算后的組合截面面積、慣性矩、對鋼梁上翼緣、下翼緣的抵抗矩以及對組合梁頂面的抵對鋼梁上翼緣、下翼緣的抵抗矩以及對組合梁頂面的抵抗矩為按下式計(jì)算抗矩為按下式計(jì)算: : 4、考慮混凝土、考慮混凝土徐變徐變的截面抵抗矩的截面抵抗矩

22、48AhbAceqc102021013105 . 012cssccceqceqcyyAIhyhbhbI1000ccctchyIWccbcyHIW000ccccyIW0004、考慮混凝土、考慮混凝土徐變徐變的截面抵抗矩的截面抵抗矩49 在樓板的混凝土未達(dá)到強(qiáng)度設(shè)計(jì)值以前，在樓板的混凝土未達(dá)到強(qiáng)度設(shè)計(jì)值以前，全部全部荷載荷載由組合梁中的由組合梁中的鋼梁承受鋼梁承受，所以，施工階段只需對鋼梁，所以，施工階段只需對鋼梁進(jìn)行計(jì)算，其計(jì)算內(nèi)容為；鋼梁的正應(yīng)力計(jì)算、剪應(yīng)進(jìn)行計(jì)算，其計(jì)算內(nèi)容為；鋼梁的正應(yīng)力計(jì)算、剪應(yīng)力計(jì)算、整體穩(wěn)定計(jì)算和鋼梁撓度計(jì)算。此時(shí)稱為組力計(jì)算、整體穩(wěn)定計(jì)算和鋼梁撓度計(jì)算。此時(shí)稱為組合

23、梁的第一受力階段。合梁的第一受力階段。 在施工階段在施工階段, ,當(dāng)鋼梁受壓翼緣的自由長度與其寬度當(dāng)鋼梁受壓翼緣的自由長度與其寬度之比不超過之比不超過表表3.4.13.4.1規(guī)定數(shù)值時(shí)規(guī)定數(shù)值時(shí), ,可不進(jìn)行整體穩(wěn)定驗(yàn)可不進(jìn)行整體穩(wěn)定驗(yàn)算算 。3.4.2 3.4.2 施工階段施工階段組合梁計(jì)算組合梁計(jì)算50（1）永久荷載 混凝土板、模板及鋼梁的自重。（2）可變荷載 1） 施工活荷載；工人、施工機(jī)具及設(shè)備等自重。 2） 附加活荷載 附加管線、混凝土堆放、混凝土泵等以及過量沖擊效應(yīng)適當(dāng)?shù)脑黾雍奢d。1 1、荷載計(jì)算荷載計(jì)算51 （1）單向彎曲 鋼梁在單向彎矩 的作用下，其截面的正應(yīng)力應(yīng)滿足下式要求：

24、 （2）雙向彎曲 鋼梁在雙向彎矩和的共同作用下，其截面正應(yīng)力應(yīng)滿足下列要求：xMfWMnxxx2、鋼梁正應(yīng)力計(jì)算、鋼梁正應(yīng)力計(jì)算52式中 繞X軸和Y軸的彎矩設(shè)計(jì)值，對工字 形截面， X軸為強(qiáng)軸 Y軸為弱軸； 對X軸和Y軸的凈截面抵抗拒； 截面塑性發(fā)展系數(shù)，工字形截面分別 取1.05、1.2，箱形截面均取1.05； 鋼材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。yxMMnynxWWyxffWMWWnyyynxxx2、鋼梁正應(yīng)力計(jì)算、鋼梁正應(yīng)力計(jì)算53 當(dāng)鋼梁當(dāng)受壓翼緣的自由外伸寬度與其厚度比值 （圖3.4.4 ），但能滿足下列公式要求時(shí)，應(yīng)取 。對于工字截面梁 對于箱形截面梁 yftb/23513/ 0 . 1xyft

25、b23515yftb2354002、鋼梁正應(yīng)力計(jì)算、鋼梁正應(yīng)力計(jì)算54 在主平面內(nèi)受彎的實(shí)腹式鋼梁,其腹板的剪應(yīng)力應(yīng)滿足下列條件： 4 、鋼梁的整體穩(wěn)定性、鋼梁的整體穩(wěn)定性 組合梁中的鋼梁部件,當(dāng)其受壓翼緣的自由長度與寬度比值超過表3.4.1中規(guī)定的限值時(shí),應(yīng)按下式驗(yàn)算樓板混凝土未凝固前的鋼梁整體穩(wěn)定性： vwfItSV011fWMxbx3、鋼梁剪應(yīng)力計(jì)算、鋼梁剪應(yīng)力計(jì)算55 組合梁施工階段荷載短期效應(yīng)組合，簡支鋼梁在均布荷載作用下的撓度，按下式進(jìn)行驗(yàn)算： 施工階段作用于鋼梁上的均布荷載值; 、 鋼梁的跨度和截面慣性矩; 鋼材的彈性模量. 250138454EIglglIE5、鋼梁撓度驗(yàn)算、鋼

26、梁撓度驗(yàn)算56 在在使用階段使用階段，混凝土翼緣板強(qiáng)度達(dá)到強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值，混凝土翼緣板強(qiáng)度達(dá)到強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值，混凝土翼緣板與鋼梁形成了整體，此時(shí)，應(yīng)按組合梁進(jìn)行混凝土翼緣板與鋼梁形成了整體，此時(shí)，應(yīng)按組合梁進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算。采用彈性理論采用彈性理論計(jì)算時(shí)，要根據(jù)計(jì)算要求采用換算截計(jì)算時(shí)，要根據(jù)計(jì)算要求采用換算截面。使用階段后加的荷載由組合梁來承受（稱為第二受力面。使用階段后加的荷載由組合梁來承受（稱為第二受力階段），此時(shí)，鋼梁的應(yīng)力計(jì)算應(yīng)考慮兩階段的應(yīng)力疊加，階段），此時(shí)，鋼梁的應(yīng)力計(jì)算應(yīng)考慮兩階段的應(yīng)力疊加，組合梁混凝土翼緣板的應(yīng)力則只考慮使用階段所加的應(yīng)力組合梁混凝土翼緣板的應(yīng)力則只考慮使用階段

27、所加的應(yīng)力影響。影響。3.4.3 使用階段使用階段計(jì)算計(jì)算571、適用范圍、適用范圍 符合下列情況之一的組合梁符合下列情況之一的組合梁,應(yīng)按彈性理論進(jìn)行截面應(yīng)按彈性理論進(jìn)行截面分析和截面應(yīng)力力計(jì)算。分析和截面應(yīng)力力計(jì)算。 （1 1）組合梁內(nèi)鋼梁翼緣或腹板的板件的寬厚比值大于）組合梁內(nèi)鋼梁翼緣或腹板的板件的寬厚比值大于表表3.4.1規(guī)定的限值規(guī)定的限值,且其組合梁截面的中和軸位于鋼梁且其組合梁截面的中和軸位于鋼梁腹板內(nèi)。腹板內(nèi)。 （2 2）在設(shè)計(jì)荷載作用下）在設(shè)計(jì)荷載作用下,可能因交替發(fā)生受拉、受壓屈可能因交替發(fā)生受拉、受壓屈服使材料產(chǎn)生低周期疲勞破壞的構(gòu)件。服使材料產(chǎn)生低周期疲勞破壞的構(gòu)件。

28、（3 3）組合梁的中和軸雖位于鋼梁截面內(nèi)，但鋼梁翼緣）組合梁的中和軸雖位于鋼梁截面內(nèi)，但鋼梁翼緣和腹板的板件寬厚比均能滿足表和腹板的板件寬厚比均能滿足表3.4.13.4.1的要求。的要求。 3.4.33.4.3 使用階段計(jì)算使用階段計(jì)算58 (1)鋼梁部件拉應(yīng)力小于鋼材的屈服強(qiáng)度鋼梁部件拉應(yīng)力小于鋼材的屈服強(qiáng)度,混凝土最大壓應(yīng)力小于混凝土最大壓應(yīng)力小于0.5倍軸心抗壓強(qiáng)度。倍軸心抗壓強(qiáng)度。 (2)鋼梁寬厚比較大鋼梁寬厚比較大, ,鋼梁受力后鋼梁受力后, ,截面尚截面尚未出現(xiàn)塑性化以前未出現(xiàn)塑性化以前, ,受壓翼緣和腹板有可能發(fā)受壓翼緣和腹板有可能發(fā)生局部屈曲。生局部屈曲。 2、適用條件、適用條

29、件59 (1)計(jì)算假定計(jì)算假定 1)1)鋼材和混凝土均為理想的彈性材料；鋼材和混凝土均為理想的彈性材料； 2)2)鋼梁和混凝土板之間的相對滑移很小鋼梁和混凝土板之間的相對滑移很小, ,可以忽略可以忽略 不計(jì)不計(jì), , 接截面在彎曲后仍保持平面；接截面在彎曲后仍保持平面； 3)3)截面應(yīng)變符合平截面假定；截面應(yīng)變符合平截面假定； 4)4)不考慮組合梁混凝土翼緣板內(nèi)鋼筋；不考慮組合梁混凝土翼緣板內(nèi)鋼筋； 5)5)不考慮混凝土開裂影響；不考慮混凝土開裂影響； 6)6)當(dāng)鋼筋混凝土樓板下邊設(shè)置板托時(shí)當(dāng)鋼筋混凝土樓板下邊設(shè)置板托時(shí), ,不考慮混凝不考慮混凝 土板托影響。土板托影響。 3、組合梁正應(yīng)力計(jì)算

30、、組合梁正應(yīng)力計(jì)算60 當(dāng)將組合梁中混凝土等效換算成鋼材以后當(dāng)將組合梁中混凝土等效換算成鋼材以后, ,即可認(rèn)為組合梁的截面是由單一材料鋼材組成即可認(rèn)為組合梁的截面是由單一材料鋼材組成, ,組合截面的正應(yīng)力可以用材料力學(xué)的公式計(jì)算。組合截面的正應(yīng)力可以用材料力學(xué)的公式計(jì)算。 1)1)當(dāng)組合梁下設(shè)置臨時(shí)支撐時(shí)當(dāng)組合梁下設(shè)置臨時(shí)支撐時(shí), ,按一階段按一階段受力設(shè)計(jì)受力設(shè)計(jì), ,梁上的荷載全部由組合截面承擔(dān)。當(dāng)梁上的荷載全部由組合截面承擔(dān)。當(dāng)不考慮混凝土徐變的影響時(shí)不考慮混凝土徐變的影響時(shí), ,其截面應(yīng)力可按下其截面應(yīng)力可按下式計(jì)算：式計(jì)算：(2)組合梁正應(yīng)力計(jì)算組合梁正應(yīng)力計(jì)算61A A、中和軸在板

31、內(nèi)、中和軸在板內(nèi) 對鋼梁上翼緣對鋼梁下翼緣 對組合梁頂部混凝土 fWMtt00fWMbb00cccfWM00(2)組合梁正應(yīng)力計(jì)算組合梁正應(yīng)力計(jì)算62 B B、中和軸在板下、中和軸在板下 對鋼梁上翼緣 對鋼梁下翼緣 對組合梁頂部混凝土 fWMtt00fWMbb00cccfWM00(2)組合梁正應(yīng)力計(jì)算組合梁正應(yīng)力計(jì)算63式中 全部荷載對組合梁產(chǎn)生的正彎矩; 鋼材的抗拉和抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值; 混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值； 、 、 組合梁的組合截面對鋼梁上翼緣、 下翼緣和混凝土頂?shù)牡挚咕亍?2)當(dāng)組合梁下設(shè)置臨時(shí)支撐時(shí),按一階段受力設(shè)計(jì),梁上的荷載全部由組合截面承擔(dān)。當(dāng)考慮混凝土徐變的影響時(shí),其截面應(yīng)力可按

32、下式計(jì)算: MfcfcW0bW0tW0(2)組合梁正應(yīng)力計(jì)算組合梁正應(yīng)力計(jì)算64A A、中和軸在板內(nèi)、中和軸在板內(nèi) 對鋼梁下翼緣 對組合梁頂部混凝土 B B、中和軸在板下、中和軸在板下 對鋼梁下翼緣 fWMWMbqbcgbc000ccqccgccfWMWM000fWMWMcqbcgbc000(2)組合梁正應(yīng)力計(jì)算組合梁正應(yīng)力計(jì)算65 對組合梁頂部混凝土 式中 永久荷載對組合梁產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)值 扣除永久荷載后的可變荷載對組合梁產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)值。 3)當(dāng)組合梁下不設(shè)置臨時(shí)支撐時(shí),按兩個(gè)階段受力設(shè)計(jì),這時(shí)不考慮長期荷載作用下混凝土徐變的影響,其截面應(yīng)力可按下式計(jì)算： cdcqccgccfWMWM00

33、0gMqM(2)組合梁正應(yīng)力計(jì)算組合梁正應(yīng)力計(jì)算66對鋼梁下翼緣 對組合梁頂部混凝土 式中 施工階段的永久荷載對組合梁產(chǎn)生的彎 矩設(shè)計(jì)值； 使用階段的永久荷載與可變荷載對組 合梁產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)值。fWMWMbnxxb0210cccfWM0201M2M(2)組合梁正應(yīng)力計(jì)算組合梁正應(yīng)力計(jì)算67(1)計(jì)算原則計(jì)算原則 1) 計(jì)算組合梁的剪應(yīng)力時(shí)，應(yīng)考慮施工階段和使用階段不同工作截面和計(jì)算組合梁的剪應(yīng)力時(shí)，應(yīng)考慮施工階段和使用階段不同工作截面和受力特點(diǎn)；受力特點(diǎn)； 2) 在樓板混凝土未硬化之前，施工階段的全部荷載由組合梁的鋼梁承擔(dān)，在樓板混凝土未硬化之前，施工階段的全部荷載由組合梁的鋼梁承擔(dān)，鋼梁的

34、剪應(yīng)力按鋼梁截面進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)樓板的強(qiáng)度達(dá)到混凝土的設(shè)計(jì)鋼梁的剪應(yīng)力按鋼梁截面進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)樓板的強(qiáng)度達(dá)到混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，后加的使用階段荷載由組合梁來承擔(dān)，其鋼梁的剪應(yīng)力按組強(qiáng)度后，后加的使用階段荷載由組合梁來承擔(dān)，其鋼梁的剪應(yīng)力按組合截面計(jì)算；合截面計(jì)算； 3) 組合梁的鋼梁的實(shí)際剪應(yīng)力，等于鋼梁分別按兩階段產(chǎn)生的剪應(yīng)力之組合梁的鋼梁的實(shí)際剪應(yīng)力，等于鋼梁分別按兩階段產(chǎn)生的剪應(yīng)力之和。和。4 4、組合梁豎向受剪承載力計(jì)算組合梁豎向受剪承載力計(jì)算68(2)剪應(yīng)力計(jì)算公式剪應(yīng)力計(jì)算公式 1）第一受力階段）第一受力階段 在施工荷載作用下在施工荷載作用下, ,鋼梁截面剪應(yīng)力分布（見圖鋼梁截面剪應(yīng)力分

35、布（見圖3.2.18b),3.2.18b),剪應(yīng)力按下式計(jì)算：剪應(yīng)力按下式計(jì)算： 式中式中 施工階段的可變荷載和永久荷載在鋼梁上產(chǎn)施工階段的可變荷載和永久荷載在鋼梁上產(chǎn) 生的剪力設(shè)計(jì)值生的剪力設(shè)計(jì)值; 剪應(yīng)力驗(yàn)算截面以上的鋼梁截面面積對剪應(yīng)力驗(yàn)算截面以上的鋼梁截面面積對 鋼梁中和軸鋼梁中和軸S-S的面積矩；的面積矩； 、 鋼梁的腹板厚度和毛截面的慣性矩。鋼梁的腹板厚度和毛截面的慣性矩。 wstISV1111V1SwtwI4 4、組合梁豎向受剪承載力計(jì)算組合梁豎向受剪承載力計(jì)算692) 2) 第二受力階段第二受力階段 組合梁在使用階段增加的荷載作用下組合梁在使用階段增加的荷載作用下,其鋼梁的剪應(yīng)

36、其鋼梁的剪應(yīng)力按下式計(jì)算：力按下式計(jì)算：wtISV00224 4、組合梁豎向受剪承載力計(jì)算組合梁豎向受剪承載力計(jì)算70式中式中 使用階段總荷載使用階段總荷載( (可變加永久可變加永久) )減去施工減去施工 階段總荷載對組合梁產(chǎn)生的剪力設(shè)計(jì)值；階段總荷載對組合梁產(chǎn)生的剪力設(shè)計(jì)值； 剪應(yīng)力計(jì)算截面以上的鋼梁截面對組合剪應(yīng)力計(jì)算截面以上的鋼梁截面對組合 截面截面( (組合梁換算截面組合梁換算截面) )中和軸中和軸0-0的面積的面積 矩；矩； 組合梁換算截面的慣性矩組合梁換算截面的慣性矩.3)3)總的剪應(yīng)力總的剪應(yīng)力 a、當(dāng)組合截面的中和軸、當(dāng)組合截面的中和軸0-0位于鋼梁截面內(nèi)時(shí)，鋼位于鋼梁截面內(nèi)時(shí)

37、，鋼梁總剪應(yīng)力按梁總剪應(yīng)力按 計(jì)算（見圖計(jì)算（見圖3.4.6d）。）。2V0S0I214 4、組合梁豎向受剪承載力計(jì)算組合梁豎向受剪承載力計(jì)算71 b、當(dāng)組合截面的中和軸0-0位于混凝土翼緣或板托內(nèi)時(shí)，鋼梁剪應(yīng)力的驗(yàn)算截面取鋼梁腹板與翼緣的交接面，此處鋼梁的剪應(yīng)力最大。(3) 抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算 式中 鋼材的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。 vfvf4 4、組合梁豎向受剪承載力計(jì)算組合梁豎向受剪承載力計(jì)算72 在梁腹板與翼緣交接處同時(shí)作用有很大的法向應(yīng)力和剪應(yīng)力，為此，必須驗(yàn)算其主應(yīng)力。鋼梁的主應(yīng)力應(yīng)分別滿足下列條件： f22max22vf22max25、主應(yīng)力計(jì)算、主應(yīng)力計(jì)算73 1、適用范圍、適用范

38、圍 符合下列條件、且混凝土翼板與鋼梁部件之間實(shí)符合下列條件、且混凝土翼板與鋼梁部件之間實(shí)現(xiàn)現(xiàn)完全抗剪連接的組合梁完全抗剪連接的組合梁，其使用階段應(yīng)按塑性理論，其使用階段應(yīng)按塑性理論進(jìn)行截面分析和承載力計(jì)算。進(jìn)行截面分析和承載力計(jì)算。 (1)在設(shè)計(jì)荷載作用下，在設(shè)計(jì)荷載作用下，不會不會因交替發(fā)生受拉屈服因交替發(fā)生受拉屈服和受壓屈服使材料和受壓屈服使材料低周疲勞破壞低周疲勞破壞的構(gòu)件；的構(gòu)件； (2)組合梁的組合梁的中和軸位于混凝土受壓翼緣板面內(nèi)中和軸位于混凝土受壓翼緣板面內(nèi)； (3)組合梁的塑性中和軸雖位于其鋼梁部件的截面組合梁的塑性中和軸雖位于其鋼梁部件的截面內(nèi)，但鋼梁翼緣和腹板的板件寬厚比均

39、滿足表內(nèi)，但鋼梁翼緣和腹板的板件寬厚比均滿足表3.4.1的的要求。要求。 3.5 3.5 組合梁組合梁按塑性按塑性計(jì)算理論分析計(jì)算理論分析74 （1）組合梁截面）組合梁截面應(yīng)全截面塑性化應(yīng)全截面塑性化，即鋼材的力學(xué)性能，即鋼材的力學(xué)性能應(yīng)滿足以下條件：應(yīng)滿足以下條件： 1)強(qiáng)屈比強(qiáng)屈比 2)伸長率伸長率 3)極限應(yīng)變極限應(yīng)變 （2）組合梁中鋼梁組合梁中鋼梁, ,在出現(xiàn)全截面塑性化之前在出現(xiàn)全截面塑性化之前, ,受壓翼受壓翼緣和腹板緣和腹板不發(fā)生板件的局部屈曲不發(fā)生板件的局部屈曲; ; （3）應(yīng)設(shè)置側(cè)向支承桿）應(yīng)設(shè)置側(cè)向支承桿,以控制鋼梁的側(cè)向變形和彎扭以控制鋼梁的側(cè)向變形和彎扭變形變形.2.1

40、yuff%155yu202、適用條件、適用條件75 1、計(jì)算假定、計(jì)算假定（1）塑性）塑性中和軸以下中和軸以下的的型鋼截面型鋼截面，其，其拉應(yīng)力拉應(yīng)力全部達(dá)到鋼全部達(dá)到鋼 材材抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 ；（2）塑性）塑性中和軸以上中和軸以上的型鋼截面，其的型鋼截面，其壓應(yīng)力壓應(yīng)力全部達(dá)到鋼全部達(dá)到鋼 材的材的抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度 ； （3）塑性中和軸以上的）塑性中和軸以上的混凝土截面混凝土截面均勻受壓均勻受壓,其其壓應(yīng)力壓應(yīng)力全全 部達(dá)到混凝土的部達(dá)到混凝土的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 ；（4）塑性中和軸以下的混凝土截面）塑性中和軸以下的混凝土截面,假定全部開裂而不再假定全部開裂而不

41、再 受力；受力；ffcf3.5.1 組合梁受彎承載力計(jì)算組合梁受彎承載力計(jì)算76 （5）組合梁受到負(fù)彎矩作用時(shí)，混凝土翼緣板有效）組合梁受到負(fù)彎矩作用時(shí)，混凝土翼緣板有效寬度內(nèi)的縱向鋼筋，其拉應(yīng)力全部達(dá)到鋼筋的抗拉強(qiáng)度寬度內(nèi)的縱向鋼筋，其拉應(yīng)力全部達(dá)到鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值設(shè)計(jì)值 ； （6）若鋼筋混凝土板的支座處設(shè)置了混凝土板托，）若鋼筋混凝土板的支座處設(shè)置了混凝土板托，確定組合梁截面尺寸時(shí)，混凝土板托的截面尺寸不計(jì)。確定組合梁截面尺寸時(shí)，混凝土板托的截面尺寸不計(jì)。 2、正彎矩作用區(qū)段承載力計(jì)算公式、正彎矩作用區(qū)段承載力計(jì)算公式 （1）塑性中軸位于混凝土受壓翼板內(nèi)塑性中軸位于混凝土受壓翼板內(nèi)(

42、(圖圖3.5.13.5.1),),即即 時(shí)，時(shí)， stfccefhbfA11、計(jì)算假定、計(jì)算假定77式中 正彎矩設(shè)計(jì)值 MyxfbMcecefbAfx 2、正彎矩作用區(qū)段承載力計(jì)算公式、正彎矩作用區(qū)段承載力計(jì)算公式78 混凝土翼緣板受壓區(qū)高度；混凝土翼緣板受壓區(qū)高度； 鋼梁截面應(yīng)力合力至混凝土受壓區(qū)截面應(yīng)鋼梁截面應(yīng)力合力至混凝土受壓區(qū)截面應(yīng) 力合力間的距力合力間的距離離； 鋼梁的截面面積；鋼梁的截面面積； 鋼材的抗拉、抗壓、抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；鋼材的抗拉、抗壓、抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值； 混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。 （2）塑性中和軸在鋼梁腹板內(nèi)塑性中和軸在鋼梁腹板內(nèi) ( (圖圖3.5.2)3

43、.5.2)， 即即 時(shí)，時(shí)， xyAfcfccefhbAf12、正彎矩作用區(qū)段承載力計(jì)算公式、正彎矩作用區(qū)段承載力計(jì)算公式79211fyAyfhbMccce)(5.01ffhbAAccec2、正彎矩作用區(qū)段承載力計(jì)算公式、正彎矩作用區(qū)段承載力計(jì)算公式(y1-y2)?80式中式中 鋼梁的受壓區(qū)截面面積鋼梁的受壓區(qū)截面面積; ; 鋼梁受拉區(qū)截面形心至混凝土翼板受壓區(qū)鋼梁受拉區(qū)截面形心至混凝土翼板受壓區(qū) 截面形心的距離截面形心的距離; ; 鋼梁受拉區(qū)截面形心至鋼梁受壓區(qū)截面形鋼梁受拉區(qū)截面形心至鋼梁受壓區(qū)截面形 心的距離心的距離. . 1y2ycA812/43yyfAMMststsfSSMs213

44、3、負(fù)彎矩區(qū)段承載力計(jì)算、負(fù)彎矩區(qū)段承載力計(jì)算(見圖3.5.3)82式中 負(fù)彎矩設(shè)計(jì)值； 、 鋼梁塑性中和軸(平分鋼梁截面積的軸 線)以上和以下截面對該軸的面積矩； 負(fù)彎矩區(qū)混凝土翼板有效寬度范圍內(nèi)的 縱向鋼筋截面面積； 縱向鋼筋截面形心至組合梁塑性中和軸 之間的距離； 組合梁塑性中和軸至鋼梁塑性中和軸 的距離。當(dāng)組合梁塑性中和軸在鋼梁 腹板內(nèi)時(shí),可取 ；當(dāng) 該中和軸在鋼梁翼緣內(nèi)時(shí),可取鋼梁塑 性中和軸至腹板上邊緣的距離。 2S1SstA3y4yftfAywstst2/4M83 1 1、采用、采用塑性設(shè)計(jì)法塑性設(shè)計(jì)法計(jì)算組合梁的承載力時(shí)計(jì)算組合梁的承載力時(shí), ,對于受對于受正彎矩作用組合梁截面

45、正彎矩作用組合梁截面, ,可不計(jì)入彎矩與剪力的相互影響；可不計(jì)入彎矩與剪力的相互影響；對負(fù)彎矩作用的組合梁截面對負(fù)彎矩作用的組合梁截面, ,當(dāng)滿足時(shí)當(dāng)滿足時(shí) , ,不考不考慮彎矩和剪力的相互影響。慮彎矩和剪力的相互影響。 2 2、簡支組合梁簡支組合梁若按塑性設(shè)計(jì)方法分析時(shí)若按塑性設(shè)計(jì)方法分析時(shí), ,不考慮不考慮混混凝土翼緣板及其板托參與凝土翼緣板及其板托參與承擔(dān)剪力承擔(dān)剪力。 AffAstst15. 03.5.2 3.5.2 組合梁組合梁受剪承載力受剪承載力計(jì)算計(jì)算84 3 3、組合梁截面的、組合梁截面的全部剪力全部剪力, ,假定僅由其鋼假定僅由其鋼梁部件的梁部件的腹板承擔(dān)腹板承擔(dān), ,其受剪

46、承載力按下式計(jì)其受剪承載力按下式計(jì)算：算： 式中式中 組合梁內(nèi)鋼梁部件截面高度；組合梁內(nèi)鋼梁部件截面高度； 組合梁內(nèi)鋼梁部件截面的厚度；組合梁內(nèi)鋼梁部件截面的厚度； 鋼材的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。鋼材的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。 vwwfthV whwtvf85 3.6.1 3.6.1構(gòu)造要求構(gòu)造要求 1、一般構(gòu)造要求、一般構(gòu)造要求 抗剪連接件的作用是抵抗水平抗剪連接件的作用是抵抗水平剪剪力和豎向掀起力力和豎向掀起力，其設(shè)置應(yīng)符合以，其設(shè)置應(yīng)符合以下規(guī)定下規(guī)定: （1）栓釘連接件釘頭下表面或栓釘連接件釘頭下表面或槽鋼連接件上翼緣下表面應(yīng)槽鋼連接件上翼緣下表面應(yīng)高出翼高出翼緣板底部鋼筋頂面緣板底部鋼筋頂面30mm

47、； （2）連接件沿梁跨度方向的最）連接件沿梁跨度方向的最大間矩不應(yīng)大于混凝土翼板（包括大間矩不應(yīng)大于混凝土翼板（包括板托）厚度的板托）厚度的4倍倍,且不應(yīng)大于且不應(yīng)大于400mm； 3.6 3.6 抗剪連接件抗剪連接件的設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)86 （3）連接件連接件的外側(cè)邊緣至的外側(cè)邊緣至鋼梁翼緣板邊緣鋼梁翼緣板邊緣的距離的距離不應(yīng)小于不應(yīng)小于20mm； （4）連接件連接件的外側(cè)邊緣至的外側(cè)邊緣至混凝土翼緣板邊緣混凝土翼緣板邊緣的距的距離不應(yīng)小于離不應(yīng)小于100mm； （5）連接件連接件的頂面的頂面混凝土保護(hù)層混凝土保護(hù)層的厚度不應(yīng)小于的厚度不應(yīng)小于15mm。 3.6.1 3.6.1 構(gòu)造要求構(gòu)造要求87

48、 栓釘是采用自動焊接機(jī)焊于鋼梁翼緣上，焊接時(shí)栓釘是采用自動焊接機(jī)焊于鋼梁翼緣上，焊接時(shí)使用配件瓷環(huán)，在自動拉弧焊接的過程中能隔氣、使用配件瓷環(huán)，在自動拉弧焊接的過程中能隔氣、保溫、檔光，防止溶液飛濺。保溫、檔光，防止溶液飛濺。 1）栓釘?shù)墓Q直徑栓釘?shù)墓Q直徑 8mm、10mm、13mm、16mm、19mm及及22mm，常用的為后，常用的為后4種；種； 2）栓釘?shù)拈L度不應(yīng)小于桿徑的）栓釘?shù)拈L度不應(yīng)小于桿徑的4 4倍倍；2、各種抗剪連接件的構(gòu)造要求、各種抗剪連接件的構(gòu)造要求 （1）栓釘連接件）栓釘連接件8889 3）當(dāng)栓釘?shù)奈恢貌徽龑︿摿焊拱鍟r(shí)）當(dāng)栓釘?shù)奈恢貌徽龑︿摿焊拱鍟r(shí),如鋼梁上翼如鋼梁上翼

49、緣承受拉力，則栓釘桿直徑不應(yīng)大于鋼梁上翼緣厚緣承受拉力，則栓釘桿直徑不應(yīng)大于鋼梁上翼緣厚度的度的1.5倍，如鋼梁的上翼緣不承受拉力，則栓釘桿倍，如鋼梁的上翼緣不承受拉力，則栓釘桿直徑不應(yīng)大于鋼梁上翼緣厚度的直徑不應(yīng)大于鋼梁上翼緣厚度的2.5倍；倍； 4）栓釘沿梁跨方向間距不應(yīng)小于桿徑）栓釘沿梁跨方向間距不應(yīng)小于桿徑6倍，垂倍，垂直于梁跨方向的間距不應(yīng)小于桿徑直于梁跨方向的間距不應(yīng)小于桿徑4倍倍,見圖見圖3.6.1； 90 5）用壓型鋼板作底模的組合梁）用壓型鋼板作底模的組合梁, ,栓釘桿直徑不宜大于栓釘桿直徑不宜大于19mm,19mm,混凝凸肋寬度不應(yīng)小于栓釘直徑的混凝凸肋寬度不應(yīng)小于栓釘直徑

50、的2.52.5倍；栓釘高度倍；栓釘高度 應(yīng)滿足應(yīng)滿足 （圖（圖3.6.2 3.6.2 ）。）。dh7530edehhh3.6.1 3.6.1 構(gòu)造要求構(gòu)造要求91 （2）彎筋連接件）彎筋連接件 1 1）彎起鋼筋應(yīng)成對稱布置）彎起鋼筋應(yīng)成對稱布置,直徑不應(yīng)小于直徑不應(yīng)小于12mm,彎起角一般為彎起角一般為450,彎折方向應(yīng)與混凝土翼板對鋼梁的彎折方向應(yīng)與混凝土翼板對鋼梁的水平剪力方向相一致（見下圖）。水平剪力方向相一致（見下圖）。92 2)2)在梁的跨中區(qū)段可能發(fā)生縱向水平剪應(yīng)力變號處在梁的跨中區(qū)段可能發(fā)生縱向水平剪應(yīng)力變號處,應(yīng)在兩個(gè)方向均設(shè)置彎起鋼筋；應(yīng)在兩個(gè)方向均設(shè)置彎起鋼筋； 3)3)每

51、根彎起鋼筋從彎起點(diǎn)算起的總長度不應(yīng)小于每根彎起鋼筋從彎起點(diǎn)算起的總長度不應(yīng)小于25 ,其中的水平段長度不應(yīng)小于其中的水平段長度不應(yīng)小于10 ； 4)4)彎起鋼筋連接件沿梁長方向的間距應(yīng)宜小于混凝彎起鋼筋連接件沿梁長方向的間距應(yīng)宜小于混凝土翼緣板（包括板托）土翼緣板（包括板托）0.7倍；倍； 5)5)彎起鋼筋與鋼梁連接的雙側(cè)焊縫的長度應(yīng)不小于彎起鋼筋與鋼梁連接的雙側(cè)焊縫的長度應(yīng)不小于4(HPB235鋼筋鋼筋)或或5d(變形鋼筋變形鋼筋), 為鋼筋直徑；為鋼筋直徑；ddd93（3）槽鋼連接件）槽鋼連接件 1)1)槽鋼連接件翼般采用槽鋼連接件翼般采用Q235鋼軋制的小型槽鋼軋制的小型槽鋼鋼. 2)

52、2)槽鋼連接件的開口方向應(yīng)與板梁疊合面縱向槽鋼連接件的開口方向應(yīng)與板梁疊合面縱向水平剪力方向一致水平剪力方向一致,見圖見圖3.6.4。94 3) 3)槽鋼連接件沿梁跨度方向的間距不應(yīng)大于混凝槽鋼連接件沿梁跨度方向的間距不應(yīng)大于混凝土翼板土翼板(包括板托包括板托)厚度的厚度的4倍倍,且不應(yīng)大于且不應(yīng)大于400mm. 3、鋼梁頂面不得涂刷油漆、鋼梁頂面不得涂刷油漆,并應(yīng)在澆混凝土樓板之并應(yīng)在澆混凝土樓板之前清除鐵繡、焊渣及其它雜質(zhì)。前清除鐵繡、焊渣及其它雜質(zhì)。 4、梁端連接件、梁端連接件 （1）組合梁的端部）組合梁的端部,應(yīng)在鋼梁頂面焊接兩端連接件應(yīng)在鋼梁頂面焊接兩端連接件,以以承受因混凝土干縮所

53、引起的應(yīng)力承受因混凝土干縮所引起的應(yīng)力. （2）梁端連接件一般采用工字鋼上加焊水平錨筋）梁端連接件一般采用工字鋼上加焊水平錨筋,見見圖圖3.6.5. （3）梁端連接件的工字鋼上的錨筋）梁端連接件的工字鋼上的錨筋,其直徑和根數(shù)根其直徑和根數(shù)根據(jù)計(jì)算來確定據(jù)計(jì)算來確定.95961、栓釘、栓釘連接件的連接件的受力性能受力性能 3.6.2 3.6.2 抗剪連接件受力性能抗剪連接件受力性能972、彎筋連接件的受力性能、彎筋連接件的受力性能3、槽鋼連接件的受力性能、槽鋼連接件的受力性能981 1、圓柱頭焊釘連接件承載力、圓柱頭焊釘連接件承載力 組合梁中栓釘連接件主要承受側(cè)壓力，栓釘組合梁中栓釘連接件主要承

54、受側(cè)壓力，栓釘?shù)某休d力隨其長度的增加而增加的承載力隨其長度的增加而增加, ,但當(dāng)栓釘?shù)牡?dāng)栓釘?shù)拈L度與直徑之比大于長度與直徑之比大于4 4之后之后, ,承載力的增長有限。承載力的增長有限。（1 1）普通混凝土翼緣板）普通混凝土翼緣板 栓釘?shù)某休d力設(shè)計(jì)值可按下列公式計(jì)算，或栓釘?shù)某休d力設(shè)計(jì)值可按下列公式計(jì)算，或查表查表3.6.13.6.1。fAfEANsccscv7.043.03.6.3 3.6.3 單個(gè)單個(gè)抗剪連接件承載力抗剪連接件承載力99式中 混凝土的彈性模量; 圓柱頭焊釘(栓釘)釘桿截面面積; 圓柱頭焊釘(栓釘)抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值; 栓釘材料抗拉強(qiáng)度最小值與屈服強(qiáng)度之比.當(dāng)栓釘材料性能等級為

55、4.6級時(shí),取 ， 。 cEsAf)/(2152mmNf 67. 1100 （2 2）壓型鋼板混凝土翼板）壓型鋼板混凝土翼板 其疊合面上的栓釘連接件受剪承載力設(shè)計(jì)值,應(yīng)按下列兩種情況分別乘以折減系數(shù). 1、型鋼板底凸肋平行于鋼梁 2、壓型鋼板底凸肋垂直于鋼梁 16 .0eedewvhhhhb185. 00eedewvhhhhbn101式中式中 混凝土凸肋底平均寬度，肋底上部寬度小混凝土凸肋底平均寬度，肋底上部寬度小 于下部寬度時(shí)，見圖于下部寬度時(shí)，見圖3.6.23.6.2，取上部寬度；取上部寬度； 混凝土凸肋高度；混凝土凸肋高度； 栓釘高度；栓釘高度； 在梁某截面處一個(gè)肋中布置的栓釘數(shù)多于在梁

56、某截面處一個(gè)肋中布置的栓釘數(shù)多于 3 3個(gè)時(shí)個(gè)時(shí), ,按按3 3個(gè)計(jì)算。個(gè)計(jì)算。 wbehdh0n102（1 1）受剪承載力計(jì)算）受剪承載力計(jì)算 槽鋼連接件的受剪承載力設(shè)計(jì)值可按下式計(jì)算或查表槽鋼連接件的受剪承載力設(shè)計(jì)值可按下式計(jì)算或查表3.6.23.6.2。 式中式中 槽鋼翼緣的平均厚度；槽鋼翼緣的平均厚度； 槽鋼腹板的厚度槽鋼腹板的厚度； 槽鋼的長度槽鋼的長度； 混凝土的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值混凝土的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。（2 2）焊縫計(jì)算）焊縫計(jì)算 槽鋼連接件通過肢尖、肢背兩條角焊縫與鋼梁相連槽鋼連接件通過肢尖、肢背兩條角焊縫與鋼梁相連, ,角焊角焊縫高度按縫高度按承承受該連接件的抗剪承載力受該連接件

57、的抗剪承載力 計(jì)算計(jì)算。 cccwcvfElttN5 . 026. 02 2、槽鋼連接件承載力槽鋼連接件承載力twtclcfcvN1033 3、彎筋連接件承載力、彎筋連接件承載力 式中式中 一根彎起鋼筋連接件的截面面積；一根彎起鋼筋連接件的截面面積； 鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì) 。3.6.4 3.6.4 連接件的計(jì)算和配置連接件的計(jì)算和配置 1 1、抗剪連接件數(shù)量的確定、抗剪連接件數(shù)量的確定 完全抗剪完全抗剪連接組合梁的抗剪設(shè)計(jì)應(yīng)保證梁截面連接組合梁的抗剪設(shè)計(jì)應(yīng)保證梁截面在達(dá)到受彎承載力之前交界面不發(fā)生連接件的受彎在達(dá)到受彎承載力之前交界面不發(fā)生連接件的受彎破壞破壞, ,因此因此,

58、,最大彎矩截面至零彎矩截面之間區(qū)段最大彎矩截面至零彎矩截面之間區(qū)段( (剪剪跨區(qū)跨區(qū)) )內(nèi)的內(nèi)的抗剪連接件數(shù)量抗剪連接件數(shù)量按下式算按下式算: : ststcvfAN stAstf104 式中式中 單個(gè)連接件的受剪承載力；單個(gè)連接件的受剪承載力； 剪跨區(qū)內(nèi)混凝土翼緣板和交界面上的剪跨區(qū)內(nèi)混凝土翼緣板和交界面上的縱向剪力值。縱向剪力值。 2 2、剪跨區(qū)段的劃分、剪跨區(qū)段的劃分 對組合梁進(jìn)行抗剪連接計(jì)算時(shí)對組合梁進(jìn)行抗剪連接計(jì)算時(shí), ,應(yīng)根據(jù)梁的彎矩應(yīng)根據(jù)梁的彎矩圖形圖形, ,以支座點(diǎn)、彎矩絕對值最大點(diǎn)和零彎矩點(diǎn)劃界以支座點(diǎn)、彎矩絕對值最大點(diǎn)和零彎矩點(diǎn)劃界, ,將梁劃分為若干個(gè)剪力段將梁劃分為若

59、干個(gè)剪力段, , 并逐段進(jìn)行計(jì)算。并逐段進(jìn)行計(jì)算。 lcvVnNcvNlV1053 3、剪跨區(qū)縱向剪力值計(jì)算剪跨區(qū)縱向剪力值計(jì)算 剪跨區(qū)縱向剪力值與梁設(shè)計(jì)方法相對應(yīng)，分別采用塑性計(jì)算方法和彈性計(jì)算方法。（1 1）抗剪連接件的彈性計(jì)算方法）抗剪連接件的彈性計(jì)算方法 1061）當(dāng)不考慮混凝土翼緣板的混凝土徐變時(shí)，按下式計(jì)算：）當(dāng)不考慮混凝土翼緣板的混凝土徐變時(shí)，按下式計(jì)算： 式中式中 混凝土翼緣板的換算截面繞整個(gè)換算截面混凝土翼緣板的換算截面繞整個(gè)換算截面 重心軸的面積矩；重心軸的面積矩； 整個(gè)截面繞換算截面自身重心軸的慣性矩。整個(gè)截面繞換算截面自身重心軸的慣性矩。 由于由于I I0 0/S/S0

60、 0為常量，所以單位長度的縱向剪力為常量，所以單位長度的縱向剪力V Visis與該處與該處的豎向剪力的豎向剪力V Vi i成正比。成正比。 oiilISVv00S0I107 設(shè)該處連接件的間距為設(shè)該處連接件的間距為u ui i ，則該連接件所承受的縱向，則該連接件所承受的縱向剪力剪力( (即一個(gè)抗剪連接件所承受的縱向剪力即一個(gè)抗剪連接件所承受的縱向剪力) )為：為：00IuSVuvViiiil108 2) 2) 當(dāng)考慮混凝土翼緣板的混凝土徐變時(shí)當(dāng)考慮混凝土翼緣板的混凝土徐變時(shí), ,按下式計(jì)算：按下式計(jì)算： 式中 永久荷載及準(zhǔn)永久荷載設(shè)計(jì)值引起的剪力； 可變荷載中短期作用設(shè)計(jì)值引起的剪力； 混凝