鋼-混凝土組合梁計算原理及截面設(shè)計

1、鋼-混凝土組合梁計算原理及截面設(shè)計鋼-混凝土組合梁計算原理及截面設(shè)計鋼-混凝土組合梁是在鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上發(fā)展起來 的一種新型結(jié)構(gòu)型式。它主要通過在鋼梁和混凝土翼緣板之 間設(shè)置剪力連接件（栓釘、槽鋼、彎筋等），抵抗兩者在交 界面處的掀起及相對滑移，使之成為一個整體而共同工作。 鋼一混凝土組合梁同鋼筋混凝土梁相比，可以減輕結(jié)構(gòu)自 重，減小地震作用，減小截面尺寸，增加有效使用空間，節(jié) 省支模工序和模板，縮短施工周期，增加梁的延性等。同鋼 梁相比，可以減小用鋼量，增大剛度，增加穩(wěn)定性和整體性， 增強結(jié)構(gòu)抗火性和耐久性等。近年來，鋼一混凝土組合梁在我國城市立交橋梁及建筑結(jié)構(gòu) 中已得到了越來越廣泛

2、的應(yīng)用，并且正朝著大跨方向發(fā)展。 鋼一混凝土組合梁在我國的應(yīng)用實踐表明，它兼有鋼結(jié)構(gòu)和 混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，具有顯著的技術(shù)經(jīng)濟效益和社會效益， 適合我國基本建設(shè)的國情，是未來結(jié)構(gòu)體系的主要發(fā)展方向 之一。計算原理在鋼一混凝土組合梁彈性分析中，采用以下假定：1、鋼材與混凝土均為理想的彈性體。2、鋼筋混凝土翼緣板與鋼梁之間有可靠的連接交互作用， 相對滑移很小，可以忽略不計。3、平截面假定依然成立。4、不考慮混凝土翼緣板中的鋼筋（該假設(shè)只在正彎矩承載 力計算時成立，負(fù)彎矩承載力計算式需考慮鋼筋作用1）。 鋼一混凝土組合梁彈性分析采用換算截面法。（a）表示換算 前截面，（b）表示換算后截面。換算截面法的

3、基本原理是： 混凝土翼緣板按照總力不變及應(yīng)變相同條件，換算成彈性模 量為Es、應(yīng)力為6 s的與鋼等價的換算截面面積。具體計算 時，為了混凝土截面重心高度換算前后保持不變，換算時混 凝土翼緣板厚度不變而僅將翼緣板有效翼緣寬度be除以 E （鋼材彈性模量與混凝土彈性模量的比值。求得等價的鋼梁截面后，可以按照材料力學(xué)的方法來計算截 面的抗彎承載力。設(shè)換算后截面的慣性矩為I換算，換算截 面形心軸距離鋼梁底部為y換算，組合梁總高為y換算作用 在截面上的彎矩為M，而組合梁撓度的計算，則按照換算截面慣性矩計算組合梁截 面剛度后，再由結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法計算梁的撓度。截面設(shè)計根據(jù)公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（JTJ025 86）， 對鋼一混凝土組合梁進行了設(shè)計。如圖4所示，為該工程選 用的組合梁截面圖。鋼梁選為Q345B鋼，混凝土翼緣板用C40 混凝土，剪力連接件采用10槽鋼。組合梁總高為1650mm， 高跨比約為31.5。組合梁截面換算慣性矩為 8.5761010mm，而純鋼梁的截面慣性矩只有 5.2281