1、 11.1 组合梁的应用和发展 组合梁的组成及其工作原理组合梁的组成及其工作原理 压型钢板组合梁通常由三部分组成，即：压型钢板组合梁通常由三部分组成，即： 钢筋混凝土翼板、抗剪连接件、钢梁。钢筋混凝土翼板、抗剪连接件、钢梁。 （1）钢筋混凝土翼板）钢筋混凝土翼板组合梁的受压翼缘；组合梁的受压翼缘； （2）抗剪连接件）抗剪连接件混凝土翼板与钢梁共同工作混凝土翼板与钢梁共同工作 的基础，主要用来承受翼板与钢梁接触面之间的纵的基础，主要用来承受翼板与钢梁接触面之间的纵 向剪力；同时可承受翼板与钢梁之间的掀起力。向剪力；同时可承受翼板与钢梁之间的掀起力。 （3）钢梁）钢梁在组合梁中主要承受拉力和剪力，
2、在组合梁中主要承受拉力和剪力， 钢梁的上翼缘用作混凝土翼板的支座并用来固定抗钢梁的上翼缘用作混凝土翼板的支座并用来固定抗 剪连接件，在组合梁受弯时，抵抗弯曲应力的作用剪连接件，在组合梁受弯时，抵抗弯曲应力的作用 远不及下翼缘，故钢梁宜设计成上翼缘截面小于下远不及下翼缘，故钢梁宜设计成上翼缘截面小于下 翼缘截面的不对称截面。翼缘截面的不对称截面。 组合梁的工作原理组合梁的工作原理 混凝土翼板的有效宽度混凝土翼板的有效宽度 取下式中的最小值：取下式中的最小值： 式中式中 bc1、bc2相邻钢梁间净距相邻钢梁间净距s0的的1/2。 3/ 0 lbcecce hbb12 0 210ccce bbbb
3、1. 组合梁截面的基本假定组合梁截面的基本假定 （1）组合梁截面变形符合平面假定；）组合梁截面变形符合平面假定； （2）钢梁与混凝土翼板之间的相互连接可靠，虽）钢梁与混凝土翼板之间的相互连接可靠，虽 然有微小的相对位移，但可忽略不计；然有微小的相对位移，但可忽略不计； （3）钢材与混凝土均为理想的弹塑性体。）钢材与混凝土均为理想的弹塑性体。 （4）忽略钢筋混凝土翼板受压区中钢筋的作用；）忽略钢筋混凝土翼板受压区中钢筋的作用； （5）假定剪力全部由钢梁承受，同时不考虑剪力）假定剪力全部由钢梁承受，同时不考虑剪力 对组合梁抗弯承载力的影响。对组合梁抗弯承载力的影响。 2. 2. 组合梁的截面设计组
4、合梁的截面设计 组合梁的截面高度一般为跨度的组合梁的截面高度一般为跨度的1/151/16，为，为 使钢梁的抗剪强度与组合梁的抗弯强度相协调，钢使钢梁的抗剪强度与组合梁的抗弯强度相协调，钢 梁截面高度不宜小于组合梁截面总高度梁截面高度不宜小于组合梁截面总高度h的的1/2.5。 组合梁的截面计算有弹性分析法和塑性分析法两组合梁的截面计算有弹性分析法和塑性分析法两 种，在种，在20世纪世纪50年代及以前，组合梁的抗弯强度主年代及以前，组合梁的抗弯强度主 要按弹性理论计算。假定钢梁和混凝土均为弹性体要按弹性理论计算。假定钢梁和混凝土均为弹性体 ，变形后截面保持平面，混凝土不能受拉，不考虑，变形后截面保
5、持平面，混凝土不能受拉，不考虑 板托截面。计算时，将受压区混凝土截面除以板托截面。计算时，将受压区混凝土截面除以n0，换，换 算成钢截面。算成钢截面。 组合梁的计算分两阶段组合梁的计算分两阶段施工阶段和使用阶段。施工阶段和使用阶段。 （1）施工阶段：钢梁承受混凝土和钢梁的自重以）施工阶段：钢梁承受混凝土和钢梁的自重以 及施工活荷载，钢梁应计算强度、稳定性和刚度。及施工活荷载，钢梁应计算强度、稳定性和刚度。 （2）使用阶段：钢梁上的混凝土翼板已终凝形成）使用阶段：钢梁上的混凝土翼板已终凝形成 组合梁承受在使用期间的荷载。应按钢与混凝土组合组合梁承受在使用期间的荷载。应按钢与混凝土组合 梁进行截面
6、的强度、刚度及裂缝宽度计算。梁进行截面的强度、刚度及裂缝宽度计算。 组合梁在正弯矩作用下的抗弯强度计算组合梁在正弯矩作用下的抗弯强度计算 正弯矩作用下，组合梁的塑性中和轴可能位于钢正弯矩作用下，组合梁的塑性中和轴可能位于钢 筋混凝土翼板内，也可能位于钢梁截面内，计算时分筋混凝土翼板内，也可能位于钢梁截面内，计算时分 两种情况考虑。两种情况考虑。 （1）当塑性中和轴位于混凝土受压翼板内）当塑性中和轴位于混凝土受压翼板内，即，即 Af bcehcfc时：时： yxfbM cce cce fb Af x （2）当塑性中和轴位于钢梁截面内即）当塑性中和轴位于钢梁截面内即Af bcehcfc 时时: 1
7、 yfAyfhbM cccce )(5 . 0ffhbAA cccec 组合梁在负弯矩作用下的抗弯强度计算组合梁在负弯矩作用下的抗弯强度计算 梁的抗弯强度应满足下式梁的抗弯强度应满足下式 的要求：的要求： Ms= ( S1+S2 ) f )2( 43 yyfAMM ststs 连续组合梁连续组合梁 I yM rk r 由纵向钢筋与钢梁形成的钢截面的惯性矩由纵向钢筋与钢梁形成的钢截面的惯性矩 Mk由荷载效应标准组合计算的截面负弯矩：由荷载效应标准组合计算的截面负弯矩： Mse由荷载效应标准组合按弹性方法计算得到的由荷载效应标准组合按弹性方法计算得到的 连续组合梁支座负弯矩值（按等截面计算）：连续
8、组合梁支座负弯矩值（按等截面计算）： a连续组合梁支座负弯矩调幅系数：连续组合梁支座负弯矩调幅系数： r钢筋截面重心至钢筋和钢梁形成的组合截面钢筋截面重心至钢筋和钢梁形成的组合截面 塑性中和轴的距离。塑性中和轴的距离。 )1 ( asek MM 8 . 02 )() 1 1 (13. 0 M M sc f a 钢筋与钢梁的力比，钢筋与钢梁的力比， f =Astfst/Af C Vsf NVn/ C V N 部分抗剪连接时，混凝土翼板受压区高度由抗部分抗剪连接时，混凝土翼板受压区高度由抗 剪连接件能够提供的最大剪力所确定剪连接件能够提供的最大剪力所确定: 部分抗剪连接时一个剪跨区的抗剪连部分抗剪
9、连接时一个剪跨区的抗剪连 接件数目；接件数目； 每个抗剪连接件的纵向抗剪承载力。每个抗剪连接件的纵向抗剪承载力。 钢梁受压区面积为：钢梁受压区面积为： A 钢梁截面面积。钢梁截面面积。 )( ce c vr fbNnx c v N r n )2()(fNnAfA c vrc 部分抗剪连接组合梁在负弯矩作用区段的抗弯部分抗剪连接组合梁在负弯矩作用区段的抗弯 强度，按强度，按 nr 和和 两者中的较小值计算。计算两者中的较小值计算。计算 略偏保守，以补偿混凝土的抗拉作用、钢筋的强化略偏保守，以补偿混凝土的抗拉作用、钢筋的强化 作用以及构造钢筋的作用。作用以及构造钢筋的作用。 21, )( 5 .
10、0yNnAfyNnM c vr c vrru c v N yw ft h235 72 0 yw ft h235 35 1 由于连续梁内力重分配时由于连续梁内力重分配时 Astfst/Af yw fAf N t h235 )10072( 0 cdcs fEA43. 0 fAfEAN scdcs c v 7 . 043. 0 c v N 1)(6 . 0 e ed e w v h hh h b 1)( 85. 0 0 e ed e w v h hh h b n 一个板肋中布置的栓钉数一个板肋中布置的栓钉数 1 eq EI B 组合梁的换算截面惯性矩组合梁的换算截面惯性矩 刚度折减系数刚度折减系数
