【正文】 平面內(nèi)受彎的實(shí)腹構(gòu)件 ? xM yMnxW nyWx? y? x?y? x? y?fvwVS fIt? ? ≤yf/23513yf/23515 ?x? yf() 其中 V— 施工荷載作用下，鋼梁中產(chǎn)生的剪力設(shè)計(jì)值； S— 計(jì)算剪應(yīng)力處以上毛截面對(duì)中和軸的面積矩； I— 鋼梁毛截面慣性矩； tw— 鋼梁腹板厚度； — 鋼梁的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。 ?當(dāng)鋼梁受壓翼緣的自由外伸寬度與其厚度之比大于 而不超過 時(shí)，應(yīng)取 。 這時(shí) ， 組合截面中和軸大多在混凝土板之下 。 210 bbbb e ??? () 1） 鋼梁的截面特征 鋼梁截面積 鋼梁中和軸至鋼梁頂面的距離 鋼梁中和軸至鋼梁底面的距離 中和軸以上截面對(duì)中和軸的面積矩 wwbbtt thtbtbA ???（ ） Athttbththtby bwtbbtttt)()( 2 ?????? （ ） Athttbththtby twbttbbbb)()( 2 ??????（ ） 2)()( 2ttwtttttyttytbS ???? （ ） （ 2） 荷載短期效應(yīng)設(shè)計(jì)時(shí)用的截面特征 計(jì)算： 鋼梁截面對(duì)中和軸的慣性矩 鋼梁上翼緣的彈性抵抗矩 鋼梁下翼緣的彈性抵抗矩 222333)()()()(121bbbbttttttbbwwtttytbythhttytbtbhttbI??????????（ ） tt yIW ?bb yIW ?（ ） （ ） 圖 非對(duì)稱工形截面 2）用換算截面法計(jì)算組合截面特征 兩種情況： (1)中和軸在混凝土板內(nèi) (2)中和軸在混凝土板以下 圖 圖 （ 3） 考慮荷載長(zhǎng)期影響設(shè)計(jì)時(shí)用的截面特征 由于混凝土徐變的影響 ， 組合梁在永久荷載的長(zhǎng)期作用下 ，混凝土板的應(yīng)力有所降低 ， 鋼梁的應(yīng)力有所提高 。 當(dāng)采用壓型鋼板與混凝土組合板時(shí)，翼板厚度 hc1等于組合板的總厚度減去壓型鋼板的肋高。 此外 ， b1尚不應(yīng)超過翼板實(shí)際外伸寬度 S1； b2不應(yīng)超過相鄰鋼梁上翼緣或板托間凈距的 1/2。 混凝土翼緣的有效寬度 be可按下式計(jì)算 ： b0— 板托頂部寬度。 組合梁邊梁混凝土翼板的構(gòu)造應(yīng)滿足圖 5— 1的要求。在某些情況 下，鋼梁的抗剪能力反而顯得相對(duì)不足。由于混凝土翼板的支撐作用，使用階段的組合粱通常不必考慮鋼粱的整體穩(wěn)定問題。 ? 當(dāng) 80√235/f y ≤ h0/tw≤170√235/f y時(shí)，應(yīng)配置橫向加勁肋并按照規(guī)定計(jì)算當(dāng) ≥ h0/tw ≥ 170√235/f y時(shí)，應(yīng)在彎曲應(yīng)力較大區(qū)格的受壓區(qū)增加配置縱向加勁肋。對(duì)于非承重框架的梁，截面高度還可以進(jìn)一步適當(dāng)降低。 組合梁截面尺寸的一般規(guī)定 ? 組合梁的截面尺寸應(yīng)當(dāng)滿足豎向荷載下的剛度要求。 (3)對(duì)單根組合梁， be＝ bI+b。 (2)對(duì)組合垃梁， be＝ bI+b。 ， bz為梁內(nèi)側(cè)的冀板計(jì)算寬度，取 L／ s。為鋼梁上冀緣寬度或者板托頂部寬度，當(dāng) α ≤45176。 2. 組合梁按彈性理論的計(jì)算 （ 1） 組合梁混凝土翼緣板的有效寬度 be 圖 混凝土翼緣板的有效寬度 (1)對(duì)中間組合梁， be=bz+b。如果組合梁的設(shè)計(jì)是變形控制時(shí)，可考慮將鋼梁預(yù)先起拱等措施。 而組合梁按塑性分析法計(jì)算承載力時(shí) ， 則不必考慮應(yīng)力疊加 ， 可不分階段按照組合梁一次承受全部荷載進(jìn)行計(jì)算 。 在驗(yàn)算組合梁的撓度以及按彈性分析方法計(jì)算組合梁的承載力時(shí) ， 應(yīng)將第一階段由永久荷載產(chǎn)生的撓度或應(yīng)力與第二階段計(jì)算所得的撓度或應(yīng)力相疊加 。 ? 第二階段： 樓板混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度 75%之后的階段 。 這時(shí)荷載應(yīng)包括鋼梁自重和現(xiàn)澆混凝土的重量等永久荷載 ， 以及模板重和其它施工活荷載 。 如果在鋼梁下不設(shè)臨時(shí)支撐 ， 則應(yīng)按下面兩個(gè)受力階段進(jìn)行計(jì)算 。 （圖 ） 在跨中最小，遠(yuǎn)離跨中，向上的掀起位移越大。如果配置足夠的剪切連接件，在極限荷載時(shí)，仍基本符合平截面假定（圖 ） 。 組合梁的試驗(yàn)研究 1. 受力過程 彈性、彈塑性和屈服三階段（圖 ）。 3）當(dāng)剪切連接件的設(shè)置受構(gòu)造等原因，不能按完全剪切連接設(shè)計(jì)時(shí)。組合梁的截面高度與鋼梁的板件厚度不取決于截面所需的抗彎強(qiáng)度，而是主要取決于截面剛度或板件的局部穩(wěn)定。 2）部分剪切連接：剪力件所承擔(dān)的總剪力小于極限彎矩下產(chǎn)生的縱向剪力 。 因此在可能情況下應(yīng)盡量設(shè)置板托，如圖 。 鋼筋混凝土板與鋼梁連接處 ， 一般設(shè)置板托 。 因?yàn)殇摿褐醒敫拱迨芰苄。?形成蜂窩狀孔之后便于管線穿過 。 不對(duì)稱工字鋼的制作一般有如下三種焊接方式 （ 如圖 ） ： ； ； T字鋼對(duì)接； 。 槽鋼經(jīng)常用作樓蓋 、 平臺(tái)或陽臺(tái)的邊梁（ 見圖 ） ， 可以獲得平整的外表面 。 剪切連接件的種類與計(jì)算如第一章所述 。 如果使兩者結(jié)合在一起 ， 混凝土板與鋼梁共同工作 ， 則混凝土板可作為梁的翼緣而成為梁的一部分 ， 發(fā)揮比鋼梁更大的作用 ， 無論強(qiáng)度和剛度都大大提高了 （ 圖 ） 。 對(duì)于一般使用鋼梁混凝土板的結(jié)構(gòu)中 ， 混凝土板只是作為樓面 、 屋面、 平臺(tái)板或橋面 。第四章 鋼與混凝土組合梁 組合梁即在鋼梁上鋪設(shè)混凝土板 ， 可用于樓蓋 、 屋蓋 、 也可用于工業(yè)建筑中的操作平臺(tái) ， 在橋梁工程的路面中同樣有廣泛應(yīng)用 。 組合梁主要用于跨度大 、 荷載大 ， 或者整體承重結(jié)構(gòu)為鋼結(jié)構(gòu)的廠房、 高層建筑或橋梁結(jié)構(gòu)等 。 對(duì)鋼梁來說混凝土板只是其荷載 （ 圖 ） 。 兩者的組合作用是靠焊在鋼梁上 ， 澆筑在混凝土板中的剪切連接件來實(shí)現(xiàn)的 。 鋼梁可以用軋制型鋼或焊接型鋼 ， 例如工字鋼 、 槽鋼 。 圖 非組合梁截面應(yīng)力 圖 組合梁截面應(yīng)力 圖 用槽鋼制作的組合梁邊梁 圖 工字形及蜂窩形鋼梁 工字鋼處于梁的受拉區(qū) ， 主要是下翼緣起受力作用 ， 上翼緣處于中和軸附近 ， 不能發(fā)揮主要受力作用 ， 而主要是起與混凝土板的連接作用 ， 因而往往應(yīng)用上翼緣小下翼緣大的不對(duì)稱工字鋼 。 此外 ， 還有蜂窩形梁 （ 圖 ） 。 混凝土板可以是普通鋼筋混凝土板 ， 也可以是輕骨料混凝土 、預(yù)應(yīng)力混凝土及壓型鋼板與混凝土組合板 。 板托一般有如下作用： 1）擴(kuò)大梁與板的承壓面積，防止混凝土板局部承壓破壞； 2）提高了板在支承處（梁）的截面高度，因而提高了板的抗沖切能力； 3)使組合梁的截面高度增大，因此承載能力與剛度大大提高。 圖 有板托的組合梁 如前述組合梁的組合作用主要是依靠剪切連接件 ， 根據(jù)剪力件的配置多少分兩類： 1） 完全剪切連接：即在極限彎矩作用下所產(chǎn)生的縱向剪力 ， 完全由所配剪力件承擔(dān) 。 部分剪切連接組合梁適用于下列三種情況： 1）組合梁上各截面的彎矩達(dá)不到其極限彎矩的情況。 2）組合梁中最大正彎矩截面達(dá)到受彎承載能力時(shí)，達(dá)不到極限彎矩的某些區(qū)段。 目前部分剪切連接組合梁的計(jì)算方法僅適用于跨度不超過 20米，以承受靜力荷載為主、且沒有太大集中荷載的等截面梁，采用柔性連接件。 2. 截面的平均應(yīng)變 型鋼受拉翼緣屈服之前，平均應(yīng)變符合平截面假定。 圖 圖 圖 3. 混凝土板與鋼梁的水平滑移（圖 ） 由跨中向梁端部逐漸增大；隨荷載的增加而逐漸增大。 圖 水平滑移 圖 掀起位移 組合梁截面的承載力計(jì)算 1. 概述 兩種計(jì)算理論：彈性理論、塑性理論 1）彈性理論： ? 直接承受動(dòng)力荷載； ? 鋼梁的受壓板件寬厚比較大、不符合塑性設(shè)計(jì)條件且組合截面中和軸在鋼梁腹板內(nèi)通過 2）塑性理論 ? 不直接承受動(dòng)力荷載； ? 受壓板件寬厚比較??； ? 組合截面中和軸在混凝土板內(nèi)通過或板托內(nèi)通過 ? 組合梁的受力狀態(tài)與施工條件有關(guān) ， 因此不論按彈性理論還是塑性理論計(jì)算 ， 一般都需考慮混凝土 硬化前 和 硬化后 兩個(gè)受力階段 ， 以及施工時(shí)鋼梁下 有 、 無臨時(shí)支撐 等情況 。 ? 第一階段： 樓板混凝土的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度 75%之前的階段 。 這些荷載全部由鋼梁?jiǎn)为?dú)承受 ， 按一般鋼梁計(jì)算其強(qiáng)度 、 撓度和穩(wěn)定性 。 此時(shí)荷載應(yīng)包括增加的結(jié)構(gòu)層及構(gòu)造層 （ 如防水層 、 飾面層 、 找平層 、 吊頂 ） 等永久荷載以及使用階段活荷載 ， 這些續(xù)加荷載全部由組合梁承受 。 在第二階段計(jì)算中 ， 可不考慮鋼梁的整體穩(wěn)定性 。 ? 如果鋼梁下設(shè)有臨時(shí)支撐，則應(yīng)按實(shí)際支承情況驗(yàn)算鋼梁的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和撓度，并且在計(jì)算使用階段組合梁承受的續(xù)加荷載產(chǎn)生的變形時(shí)，應(yīng)把臨時(shí)支承點(diǎn)反力（由永久荷載產(chǎn)生的）反向作為續(xù)加荷載。不論是按彈性分析還是塑性分析法，有無臨時(shí)支撐對(duì)組合梁的受彎極限承載力均無影響，故在計(jì)算受彎承載力時(shí)，可不分階段，按照組合梁一次承受全部荷載進(jìn)行計(jì)算。 +bz， b。 時(shí)，取 a＝ 45176。 ／ 2和 6hcl中的較小值。 +bz， bI為粱外側(cè)的翼板計(jì)算寬度，取 L／ sl和 6hc 1中的較小值。 +bI。對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)中的主要承重框架，一般可以取簡(jiǎn)支組合梁的高跨比為 1／ 15~1／ 20，連續(xù)組合梁的高跨比為 1／ 20~1／ 25。 ? 按照彈性理論計(jì)算組合梁的極限承載力時(shí)，鋼梁翼緣和腹板的寬厚比需要保證局部穩(wěn)定的要求；按照 《 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 》 (GB50017一 2022）中的規(guī)定： ? 當(dāng) h0/tw≤ 80√235/f y時(shí)，對(duì)無局部壓應(yīng)力的梁．可不配置加勁肋；對(duì)有局部壓應(yīng)應(yīng)力的梁，應(yīng)按構(gòu)造配置橫向加勁肋。局部壓應(yīng)力很大的梁，必要時(shí)尚應(yīng)在受壓區(qū)配量短加勁肋，巳應(yīng)按規(guī)定計(jì)算 在施工階段，由于鋼梁的側(cè)向約束通常較少，鋼粱截面尺寸需要滿足整體穩(wěn)定的要求。 鋼梁通過連接件與鋼筋混凝土翼板組合后，其抗彎能力特有顯著提高。為了避免這種情況，組合粱截面的總高度不宜超過鋼梁截面高度的 2． 5倍，混凝上板托高度不宜超過翼板厚度的 1． 5倍，混凝土板托的頂面寬度不宜小了高度的 1． 5倍。有板托時(shí)，翼板伸出長(zhǎng)度不應(yīng)小于板托高度，無板托時(shí)，翼板伸出鋼梁中心線不應(yīng)小于 150mm，伸出鋼梁冀緣邊不應(yīng)小于 50mm。當(dāng)板托傾角 α450時(shí)，