組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 第2版 課件 第6、7章 鋼-混凝土組合梁、鋼-混凝土組合剪力墻

第六章鋼-混凝土組合梁鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼－混凝土組合梁的概念和特點(diǎn)組合梁的構(gòu)造要求組合梁的設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)支組合梁的彈性設(shè)計(jì)方法6.16.16.26.26.36.36.46.4content目錄簡(jiǎn)支組合梁的塑性設(shè)計(jì)方法6.56.5組合梁的縱向抗剪計(jì)算6.66.6組合梁抗剪連接件的計(jì)算6.76.7組合梁的變形計(jì)算6.86.8連續(xù)組合梁設(shè)計(jì)方法6.96.9本章小結(jié)6.1.1鋼－混凝土組合梁的概念

組合梁有兩類：一種是將鋼筋混凝土板錨固在鋼梁上形成的組合梁（CompositeBeam）；另一種是將型鋼或焊接鋼骨架埋入鋼筋混凝土梁而形成的組合梁，又稱為型鋼混凝土梁（SteelReinforcedConcreteBeam，或ConcreteEncasedSteelBeam）。本章介紹的組合梁是指第一種鋼－混凝土組合梁。

由混凝土板和鋼梁組成的樓蓋中，如果在兩者交界面處沒有連接構(gòu)造措施，在彎矩作用下，混凝土板截面和鋼梁截面的彎曲變形相互獨(dú)立，各自有其中和軸。如果忽略交界面處的摩擦力，兩者之間必定發(fā)生相對(duì)水平滑移錯(cuò)動(dòng)，因此其受彎承載力為混凝土板受彎承載力和鋼梁受彎承載力之和，這種梁稱為非組合梁（圖6-1）。（a）交界面的滑移錯(cuò)動(dòng)（b）交界面應(yīng)力應(yīng)變彈性應(yīng)力塑性應(yīng)力剪應(yīng)力（c）截面應(yīng)力、應(yīng)變分布示意圖圖6-1非組合梁受力情況及截面應(yīng)力、應(yīng)變分布示意圖6.1鋼－混凝土組合梁的概念和特點(diǎn)

如果在鋼梁上翼緣和混凝土板之間設(shè)置足夠的抗剪連接件，防止混凝土板與鋼梁在彎矩作用下的相互滑移，使兩者的彎曲變形協(xié)調(diào)，組成一個(gè)整體，稱為組合梁（圖6-2）。在荷載作用下，組合梁截面僅有一個(gè)中和軸，混凝土板主要承受壓力，鋼梁主要承受拉力，組合梁的受彎承載力和剛度與非組合梁相比有顯著提高。圖6-2組合梁受力情況及截面應(yīng)力、應(yīng)變分布示意圖

當(dāng)鋼梁與混凝土板間設(shè)置的抗剪連接件數(shù)量較少，受剪承載力不足時(shí)，梁在彎矩作用下的受力狀態(tài)介于非組合梁和組合梁之間，混凝土翼板和鋼梁上翼緣交界面處產(chǎn)生一定的相互滑移，這種梁稱為部分抗剪連接組合梁。相應(yīng)設(shè)置了足夠數(shù)量抗剪連接件的組合梁也稱為完全抗剪連接組合梁。部分抗剪連接組合梁的受彎承載力和剛度介于非組合梁和完全抗剪連接組合梁之間。一般用于跨度不超過20m，以承受靜力荷載為主、且沒有太大集中荷載的等截面組合梁。在滿足設(shè)計(jì)要求的情況下，采用部分抗剪連接也可以獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。6.1鋼－混凝土組合梁的概念和特點(diǎn)6.1.1鋼－混凝土組合梁的概念（a）交界面的滑移錯(cuò)動(dòng)（b）交界面應(yīng)力應(yīng)變彈性應(yīng)力塑性應(yīng)力剪應(yīng)力（c）截面應(yīng)力、應(yīng)變分布示意圖

與鋼梁和混凝土梁相比，組合梁具有下列主要優(yōu)點(diǎn)：1.將鋼筋混凝土板與鋼梁組合成整體，使鋼筋混凝土板成為組合梁的一部分，因此與非組合梁相比，承載力和剛度均顯著提高，能有效降低梁高和房屋總高，降低工程造價(jià)；2.組合梁承受正彎矩時(shí)，混凝土處于受壓區(qū)，鋼梁主要處于受拉區(qū)，兩種材料的強(qiáng)度能得到充分發(fā)揮，受力合理，節(jié)約材料；3.處于受壓區(qū)的鋼筋混凝土板剛度較大，對(duì)避免鋼梁的整體和局部失穩(wěn)有明顯的作用，使鋼梁用于防止失穩(wěn)方面的材料大大節(jié)??；4.與鋼梁相比，組合梁用于吊車梁及橋梁等結(jié)構(gòu)時(shí)，抗疲勞性能及抗沖擊性能有所改善。

由于考慮組合作用，鋼梁上必須焊接相當(dāng)數(shù)量的抗剪連接件，不僅消耗部分鋼材，也增加了許多焊接工作量。然而，進(jìn)行栓焊的專用機(jī)具使焊接工作變得較為簡(jiǎn)單，因而組合梁在國內(nèi)外也越來越廣泛地被采用。6.1鋼－混凝土組合梁的概念和特點(diǎn)6.1.2鋼－混凝土組合梁的特點(diǎn)

一般，組合梁是由鋼筋混凝土翼板、鋼梁、板托和抗剪連接件四部分組成（圖6-3）。圖6-3組合梁的組成

圖6-4現(xiàn)澆鋼筋混凝土翼板組合梁圖6-5疊合板翼板組合梁6.1鋼－混凝土組合梁的概念和特點(diǎn)6.1.3組合梁的組成1.鋼筋混凝土翼板

鋼筋混凝土翼板一般可采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板（圖6-4）、由混凝土預(yù)制板及現(xiàn)澆鋼筋混凝土面層組成的疊合板（圖6-5）、壓型鋼板混凝土組合板（圖6-6）或鋼筋桁架板組合梁（圖6-7）。（a）壓型鋼板肋平行于鋼梁（b）壓型鋼板肋垂直于鋼梁圖6-6帶壓型鋼板的現(xiàn)澆鋼筋混凝土翼板組合梁圖6-7鋼筋桁架板組合梁6.1鋼－混凝土組合梁的概念和特點(diǎn)6.1.3組合梁的組成2.鋼梁組合梁中的鋼梁截面形式多樣，常用的有下列形式：

（d）帶混凝土板托組（a）小型工字鋼梁（b）加焊不對(duì)稱工字鋼梁圖6-8組合梁的截面形式（1）工字鋼梁—在跨度較小，荷載也較小的組合梁中，一般采用小型工字型鋼梁（圖6-8（a））；荷載較大時(shí)，為增加受拉翼緣的面積，可在工字型鋼翼緣加焊一塊鋼板條，形成不對(duì)稱工字形截面（圖6-8（b））；大型組合梁則可采用鋼板拼焊而成的不對(duì)稱工字鋼。工字鋼可通過抗剪連接件與混凝土板連接，也可直接將上翼緣埋入混凝土板中（圖6-8（c））（c）焊接不對(duì)稱工字鋼梁6.1鋼－混凝土組合梁的概念和特點(diǎn)6.1.3組合梁的組成2.鋼梁組合梁中的鋼梁截面形式多樣，常用的有下列形式：圖6-8組合梁的截面形式（2）箱形鋼梁—適用于公路和鐵路橋梁及大跨度重載大梁。箱形鋼梁的整體穩(wěn)定性好，承載力也較高。（3）鋼桁架梁—桁架梁上弦用抗剪連接件與混凝土板連接，或?qū)⑸舷夜?jié)點(diǎn)伸入混凝土板中，以減小上弦桿型鋼的截面尺寸；（4）蜂窩式梁—用工字鋼經(jīng)過切割后再錯(cuò)位拼焊而成，具有剛度大、省鋼和可穿行管線等優(yōu)點(diǎn)。6.1鋼－混凝土組合梁的概念和特點(diǎn)6.1.3組合梁的組成（e）箱形鋼梁（f）鋼桁架梁（g）蜂窩式梁6.2組合梁的構(gòu)造要求組合梁截面中，混凝土翼板內(nèi)壓應(yīng)力是通過抗剪連接件傳遞的。所以，受彎時(shí)沿翼板寬度方向板內(nèi)的壓應(yīng)力分布并不均勻，在鋼梁強(qiáng)軸軸線附近較大，距軸線較遠(yuǎn)的板中壓應(yīng)力較小。為計(jì)算簡(jiǎn)便起見，計(jì)算時(shí)取有效寬度be，并假定be在范圍內(nèi)壓應(yīng)力均勻分布。組合梁截面的混凝土翼板有效寬度的取值可按下列公式計(jì)算：be＝b0＋b1＋b2（6-1）式中：b0—板托頂部的寬度（mm）。當(dāng)板托傾角α<45o時(shí)，應(yīng)按α＝45o計(jì)算板托頂部寬度；當(dāng)無板托時(shí)，則取

鋼梁上翼緣的寬度；當(dāng)混凝土板和鋼梁不直接接觸（如之間有壓型鋼板分隔）時(shí)，取栓釘?shù)臋M向間

距，僅有一列栓釘時(shí)取0；b1、b2—梁外側(cè)和內(nèi)側(cè)的翼板計(jì)算寬度（mm）。當(dāng)塑性中和軸位于混凝土板內(nèi)時(shí)，各取梁等效跨徑le的1/6。

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S0的1/2；

le—等效跨徑（mm）。對(duì)于簡(jiǎn)支組合梁，取為簡(jiǎn)支組合梁的跨度。對(duì)于連續(xù)組合梁，中間跨正彎矩區(qū)

取為0.6l，邊跨正彎矩區(qū)取為0.8l，l為組合梁跨度，支座負(fù)彎矩區(qū)取為相鄰兩跨跨度之和的20%。6.2組合梁的構(gòu)造要求6.2.1組合梁截面的混凝土翼板有效寬度

圖6-9中，hc1為混凝土翼板的厚度。當(dāng)采用壓型鋼板混凝土組合板時(shí)，翼板厚度等于組合板的總厚度減去壓型鋼板的肋高，但在計(jì)算混凝土翼板的有效寬度時(shí)，hc1可取有肋處板的總厚度。hc2為板托高度。（a）無板托組合梁（b）有板托組合梁6.2組合梁的構(gòu)造要求6.2.1組合梁截面的混凝土翼板有效寬度圖6-9混凝土翼板的計(jì)算寬度1—混凝土翼板；2—板托；3—鋼梁組合梁的截面尺寸應(yīng)該滿足豎向荷載下的剛度要求。簡(jiǎn)支組合梁的高跨比一般取1/15～1/20，連續(xù)組合梁的高跨比取1/20～1/25。混凝土板厚通常取組合梁截面高度的1/3左右，一般采用100～160mm，對(duì)于承受荷載特別大的平臺(tái)結(jié)構(gòu)或橋梁結(jié)構(gòu)，混凝土板的厚度可取180～300mm。采用壓型鋼板的組合樓蓋中，壓型鋼板的凸肋頂面至混凝土板頂面的距離不小于50mm。鋼梁與鋼筋混凝土翼板用抗剪連接件連接，抗彎能力提高較多，鋼梁的抗剪能力反而不足。為使鋼梁的抗剪能力與組合梁的抗彎能力相協(xié)調(diào)，鋼梁的截面高度hs不宜小于組合梁截面總高度h的1/2.5，混凝土板托高度不宜超過翼板厚度的1.5倍，板托的頂部寬度不宜小于托板高度的1.5倍。組合梁邊梁混凝土翼板的構(gòu)造應(yīng)滿足圖6-10的要求。有板托時(shí)，伸出長(zhǎng)度不宜小于板托高度hc2；無板托時(shí)，應(yīng)同時(shí)滿足伸出鋼梁中心線不小于150mm、伸出鋼梁翼緣邊不小于50mm的要求。（a）有板托（b）無板托圖6-10翼緣板構(gòu)造要求6.2組合梁的構(gòu)造要求6.2.2組合梁的截面尺寸

組合梁的設(shè)計(jì)方法可以分為彈性方法和塑性方法。對(duì)組合梁承載能力的計(jì)算可以采用彈性方法或塑性方法，對(duì)其正常使用極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)一般采用彈性計(jì)算方法。

彈性方法是以彈性理論為基礎(chǔ)，把混凝土翼緣板按鋼與混凝土的彈性模量比αE折算成鋼材截面，然后按材料力學(xué)方法計(jì)算截面的最大應(yīng)力，并應(yīng)使其小于材料容許應(yīng)力。此計(jì)算方法不考慮塑性變形發(fā)展帶來的承載力潛力。對(duì)直接承受動(dòng)力荷載的組合梁，包括橋梁結(jié)構(gòu)、工業(yè)廠房中的吊車梁等，其承載能力的計(jì)算應(yīng)采用彈性方法。組合梁正常使用極限狀態(tài)的驗(yàn)算，包括變形驗(yàn)算和連續(xù)組合梁負(fù)彎矩區(qū)混凝土翼板裂縫寬度的驗(yàn)算等，也采用彈性分析方法。6.3組合梁的設(shè)計(jì)方法6-1鋼梁截面板件寬厚比等級(jí)及限值構(gòu)件截面板件寬厚比等級(jí)S1級(jí)S2級(jí)S3級(jí)S4級(jí)S5級(jí)受彎構(gòu)件（梁）工字形截面翼緣b/t9εk11εk13εk15εk20腹板h0/tw65εk72εk(40.4+0.5λ)εk124εk250箱形截面壁板（腹板）間翼緣b0/t25εk32εk37εk42εk—注：1.εk為鋼號(hào)修正系數(shù)，其值為235與鋼材牌號(hào)中屈服點(diǎn)數(shù)值的比值的平方根。2.b為工字形、H形截面的翼緣外伸寬度，t、h0、tw分別是翼緣厚度、腹板凈高和腹板厚度。對(duì)軋制型截面，

腹板凈高不包括翼緣腹板過渡處圓弧段；對(duì)于箱形截面，b0、t分別為壁板間的距離和壁板厚度；D為圓管

截面外徑；λ為構(gòu)件在彎矩平面內(nèi)的長(zhǎng)細(xì)比。3.箱形截面梁及單向受彎的箱形截面柱，其腹板限值可根據(jù)H形截面腹板采用。4.腹板的寬厚比可通過設(shè)置加勁肋減小。6.3組合梁的設(shè)計(jì)方法當(dāng)組合梁按塑性方法設(shè)計(jì)時(shí)，組合梁中鋼梁的受壓翼緣和腹板應(yīng)具有足夠的剛度，在構(gòu)件截面達(dá)到屈服應(yīng)力并產(chǎn)生足夠的塑性轉(zhuǎn)動(dòng)之前，不至由于板件發(fā)生局部屈曲而使得構(gòu)件降低或喪失承載力。為此，《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50017要求鋼梁截面板件的寬厚比等級(jí)及限值應(yīng)符合表6-1的規(guī)定

在組合梁分析中，還需要考慮施工條件對(duì)組合梁受力狀態(tài)的影響。當(dāng)施工階段在鋼梁下設(shè)置一系列臨時(shí)支撐時(shí)，可近似認(rèn)為鋼梁在施工階段不產(chǎn)生應(yīng)力?；炷劣不_(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75％后，拆去臨時(shí)支撐，混凝土板、鋼梁自重以及后加的恒載和使用期間的活荷載全部由組合梁承擔(dān)。臨時(shí)支撐的數(shù)量應(yīng)根據(jù)施工階段變形控制的要求確定，一般按跨度不同而異。當(dāng)跨度小于7m時(shí)，每跨內(nèi)可設(shè)1～2個(gè)支撐；當(dāng)跨度大于7m時(shí)，每跨內(nèi)不少于3個(gè)。這種施工方法可以減小使用階段組合梁的撓度，但需要設(shè)置足夠的抗剪連接件以抵抗混凝土與鋼梁間的滑移。對(duì)施工階段設(shè)置臨時(shí)支撐的組合梁，可不進(jìn)行施工階段驗(yàn)算。

當(dāng)施工階段未設(shè)臨時(shí)支撐時(shí)，在混凝土硬化前，鋼梁、混凝土板自重以及施工期間活荷載均由鋼梁承擔(dān)，待混凝土有足夠強(qiáng)度后，續(xù)加恒載及使用期間的活荷載才由組合梁截面承擔(dān)。由于施工階段的荷載僅由鋼梁承擔(dān)，因此應(yīng)按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》的要求驗(yàn)算施工階段鋼梁的應(yīng)力、撓度變形和穩(wěn)定性。這種施工方法的優(yōu)點(diǎn)是施工速度快，交界面縱向剪力較小，缺點(diǎn)是組合梁在使用階段的撓度較大。這種施工方法常用于混凝土板自重不大的樓蓋結(jié)構(gòu)。6.3組合梁的設(shè)計(jì)方法

對(duì)于直接承受動(dòng)力荷載的組合梁，或鋼梁的板件尺寸不滿足塑性截面設(shè)計(jì)的要求時(shí)，需要用彈性分析方法來計(jì)算其強(qiáng)度，包括彎曲應(yīng)力、剪切應(yīng)力及折算應(yīng)力的驗(yàn)算。6.4.1基本假定

在組合梁截面的彈性分析中，通常采用如下假定：1.組合梁的彈性受力階段，鋼梁和混凝土翼板中應(yīng)力均較小，因此鋼與混凝土材料都可視為理想彈性體；2.假定鋼梁與混凝土翼板間連接可靠，滑移可忽略不計(jì)，因此整個(gè)組合截面滿足平截面假定；3.組合梁在正彎矩作用下，彈性階段混凝土翼板基本處于受壓狀態(tài)，即使有部分混凝土受拉，也在中和軸附近，拉應(yīng)力很小，因此計(jì)算時(shí)不考慮受拉區(qū)混凝土參與工作?；谕瑯釉颍逋屑皦盒弯摪灏疾蹆?nèi)的混凝土也忽略不計(jì)；4.由于彈性階段混凝土翼板應(yīng)變較小，鋼筋發(fā)揮作用很小，因此計(jì)算時(shí)忽略不計(jì)。6.4簡(jiǎn)支組合梁的彈性設(shè)計(jì)方法6.4.2組合梁的換算截面

為了采用彈性方法計(jì)算組合梁的強(qiáng)度或變形，需要將由兩種材料（鋼與混凝土）構(gòu)成的組合截面轉(zhuǎn)換成單一材料（鋼）的換算截面。換算原則是保持組合截面中翼板部分合力的大小和作用點(diǎn)位置不變。令混凝土翼板面積為Ac，換算截面面積為，則由合力大小不變條件，得（6-2）則（6-3）由應(yīng)變協(xié)調(diào)條件，得式中：

σc、σs——混凝土和鋼材的應(yīng)力；Ec、Es——混凝土和鋼材的彈性模量；

αc——鋼材和混凝土彈性模量的比值，αc=c

Es

/cEc。（6-4）（6-5）（6-6）6.4簡(jiǎn)支組合梁的彈性設(shè)計(jì)方法因此將式（6-4）代入式（6-5），則有

此外，為保證換算前后合力點(diǎn)位置保持不變，換算時(shí)翼板厚度不變而僅改變其寬度。圖6-11中，be為混凝土翼板的計(jì)算有效寬度，beq為換算寬度。因此，對(duì)于荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合，翼板的換算寬度為：（6-7）

當(dāng)考慮荷載長(zhǎng)期作用的影響時(shí)，由于混凝土?xí)l(fā)生徐變變形，可近似取混凝土割線彈性模量E’c＝0.5Ec。因此，對(duì)于荷載的準(zhǔn)永久組合，翼板換算寬度為：（6-8）將組合梁截面換算成等價(jià)的鋼梁截面以后，可根據(jù)材料力學(xué)方法計(jì)算截面的中和軸位置、面積矩和慣性矩等幾何特征，用于截面應(yīng)力和剛度分析。圖6-11組合梁的換算截面6.4簡(jiǎn)支組合梁的彈性設(shè)計(jì)方法6.4.3組合梁截面的應(yīng)力計(jì)算

當(dāng)不考慮鋼梁與混凝土界面之間的相對(duì)滑移時(shí)，組合梁截面的正應(yīng)力和剪應(yīng)力分布如圖6-12所示。截面各點(diǎn)的正應(yīng)力按下列公式計(jì)算：（6-9）

對(duì)于混凝土部分，根據(jù)式（6-5），有（6-10）式中：M—截面彎矩設(shè)計(jì)值；I—換算截面慣性矩；y—截面上某點(diǎn)對(duì)換算截面形心軸的坐標(biāo)，向下為正；

σc、σs—混凝土板和鋼梁的應(yīng)力，均以受拉為正。6.4簡(jiǎn)支組合梁的彈性設(shè)計(jì)方法（a）中和軸位于鋼梁內(nèi)（b）中和軸位于混凝土翼板內(nèi)圖6-12組合梁截面正應(yīng)力和剪應(yīng)力分布圖對(duì)于鋼梁部分6.4.3組合梁截面的應(yīng)力計(jì)算

組合梁截面各點(diǎn)的剪應(yīng)力按下列公式計(jì)算：

對(duì)于鋼梁部分對(duì)于混凝土部分式中：V——豎向剪力設(shè)計(jì)值；S——剪應(yīng)力計(jì)算點(diǎn)以上的換算截面對(duì)總換算截面中和軸的面積矩；t——換算截面的腹板厚度，在混凝土區(qū)，等于該處的換算寬度；在鋼梁區(qū)，等于鋼梁腹板厚度。（6-11）（6-12）6.4簡(jiǎn)支組合梁的彈性設(shè)計(jì)方法

關(guān)于剪應(yīng)力的計(jì)算位置，當(dāng)換算截面中和軸位于鋼梁腹板內(nèi)時(shí)，鋼梁的剪應(yīng)力計(jì)算點(diǎn)取換算截面中和軸處，混凝土翼板剪應(yīng)力計(jì)算點(diǎn)取混凝土與鋼梁上翼緣連接處（無板托時(shí)）或混凝土翼板與板托連接處（有板托時(shí)）。當(dāng)換算截面中和軸位于鋼梁以上時(shí)，鋼梁的剪應(yīng)力計(jì)算點(diǎn)取鋼梁腹板上邊緣處，混凝土翼板的剪應(yīng)力計(jì)算點(diǎn)取換算截面中和軸處。

在施工和正常使用兩個(gè)階段分別進(jìn)行彈性計(jì)算時(shí)，如各階段剪應(yīng)力計(jì)算點(diǎn)位置不同，則取產(chǎn)生剪應(yīng)力較大階段的計(jì)算點(diǎn)，在該點(diǎn)上對(duì)兩階段剪應(yīng)力進(jìn)行疊加。

當(dāng)鋼梁在同一部位的正應(yīng)力和剪應(yīng)力均較大時(shí)，如鋼梁腹板的上下邊緣處，還應(yīng)驗(yàn)算折算應(yīng)力是否滿足要求，按下式計(jì)算：（6-13）

彈性設(shè)計(jì)時(shí)，只允許混凝土和鋼梁截面上最外層纖維應(yīng)力達(dá)到極限值，而塑性設(shè)計(jì)則可以讓塑性變形充分發(fā)展，允許利用截面的強(qiáng)度儲(chǔ)備，因此梁的塑性抗彎承載力要明顯高于彈性承載力。不直接承受動(dòng)力荷載，且板件尺寸滿足容許寬厚比要求的組合梁，可以按照塑性設(shè)計(jì)方法計(jì)算承載力，但變形應(yīng)按彈性方法進(jìn)行計(jì)算。塑性設(shè)計(jì)方法不需要區(qū)分荷載的作用階段和性質(zhì)，計(jì)算比較簡(jiǎn)單。但對(duì)于施工時(shí)不設(shè)臨時(shí)支撐的情況，需要對(duì)施工過程中鋼梁的承載力、變形和穩(wěn)定性按彈性方法進(jìn)行驗(yàn)算。6.5.1組合梁受彎承載力計(jì)算1.完全抗剪連接

完全抗剪連接組合梁是指混凝土翼板與鋼梁之間具有可靠的連接，抗剪連接件按計(jì)算需要配置，以充分發(fā)揮組合梁截面的抗彎能力。簡(jiǎn)支組合梁截面的塑性承載力計(jì)算基于以下假定：（1）忽略受拉混凝土的作用，板托部分也不予考慮；（2）混凝土受壓區(qū)假定為均勻受壓，并達(dá)到軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；（3）根據(jù)塑性中和軸的位置，鋼梁可能全部受拉或部分受壓部分受拉，但都假定為均勻受力，并達(dá)到鋼材的抗拉或抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；（4）忽略鋼筋混凝土翼板受壓區(qū)中鋼筋的作用。

根據(jù)以上假定，組合梁截面在承載力極限狀態(tài)可能有兩種應(yīng)力分布情況，即組合截面塑性中和軸位于混凝土翼板內(nèi)或塑性中和軸位于鋼梁截面內(nèi)。對(duì)于這兩種情況，根據(jù)截面力和彎矩的平衡條件，得到以下組合梁的抗彎承載力計(jì)算公式：6.5簡(jiǎn)支組合梁的塑性設(shè)計(jì)方法式中：M——組合截面承受的正彎矩設(shè)計(jì)值；A——鋼梁的截面面積；x——混凝土翼板受壓區(qū)高度；y——鋼梁截面應(yīng)力的合力至混凝土受壓區(qū)截

面應(yīng)力的合力間的距離；

f——鋼梁的抗壓和抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；fc——混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。（6-14）（6-15）6.5簡(jiǎn)支組合梁的塑性設(shè)計(jì)方法6.5.1組合梁受彎承載力計(jì)算當(dāng)塑性中和軸在混凝土翼板內(nèi)（圖6-15），即時(shí)：圖6-15塑性中和軸在混凝土翼板內(nèi)時(shí)的組合梁截面及應(yīng)力分布圖當(dāng)塑性中和軸在鋼梁截面內(nèi)（圖6-16），即時(shí)：圖6-16塑性中和軸在鋼梁內(nèi)時(shí)的組合梁截面及應(yīng)力分布圖式中：Ac——鋼梁受壓區(qū)截面面積；y1——鋼梁受拉區(qū)截面應(yīng)力合力至混凝土翼板受壓區(qū)截面應(yīng)力合力的距離；y2——鋼梁受拉區(qū)截面應(yīng)力合力至鋼梁受壓區(qū)截面應(yīng)力合力的距離。（6-16）（6-17）6.5簡(jiǎn)支組合梁的塑性設(shè)計(jì)方法6.5.1組合梁受彎承載力計(jì)算2.部分抗剪連接當(dāng)抗剪連接件的設(shè)置受構(gòu)造等原因影響不能全部布置，因而不足以承受組合梁上最大彎矩點(diǎn)和臨近零彎矩點(diǎn)之間的剪跨區(qū)段內(nèi)總的縱向水平剪力時(shí)，可采用部分抗剪連接設(shè)計(jì)方法。試驗(yàn)研究和分析表明，采用栓釘?shù)热嵝钥辜暨B接件的組合梁，隨著連接件數(shù)量的減少，鋼梁和混凝土翼板間協(xié)同工作程度下降，導(dǎo)致鋼梁和混凝土翼板的交界面產(chǎn)生相對(duì)滑移變形，鋼梁的塑性性能不能充分發(fā)揮，因而組合梁的極限抗彎承載力隨抗剪連接程度的降低而減小。部分抗剪連接組合梁極限抗彎承載力的計(jì)算基于以下假定：（1）抗剪連接件具有一定的柔性，有充分的塑性變形能力（如栓釘直徑d≤22mm，桿長(zhǎng)l≥4d）?；炷翉?qiáng)度等級(jí)不能高于C40，栓釘工作時(shí)全截面進(jìn)入塑性狀態(tài)；（2）鋼梁與混凝土翼板間產(chǎn)生相對(duì)滑移，在截面應(yīng)變圖中混凝土翼板與鋼梁有各自的中和軸；（3）計(jì)算截面的應(yīng)力均呈矩形分布，混凝土翼板中的壓應(yīng)力達(dá)到其抗壓強(qiáng)度fc，鋼梁的拉、壓應(yīng)力分別達(dá)到屈服強(qiáng)度f；（4）混凝土翼板中的壓力等于抗剪連接件所傳遞的縱向剪力之和；（5）不考慮混凝土的抗拉作用，忽略鋼筋混凝土翼板受壓區(qū)中鋼筋的作用。此外，為保證部分抗剪連接的組合梁有較好的工作性能，在任一剪跨區(qū)內(nèi)，部分抗剪連接時(shí)連接件的數(shù)量不得少于按完全抗剪連接設(shè)計(jì)時(shí)該剪跨區(qū)內(nèi)所需抗剪連接件總數(shù)的50％，否則將按單根鋼梁計(jì)算，不考慮組合作用。6.5簡(jiǎn)支組合梁的塑性設(shè)計(jì)方法6.5.1組合梁受彎承載力計(jì)算部分抗剪連接組合梁的應(yīng)力分布如圖6-17所示。根據(jù)截面力和彎矩平衡條件，得到部分抗剪連接簡(jiǎn)支組合梁的抗彎承載力計(jì)算公式：圖6-17部分抗剪連接組合梁截面及應(yīng)力分布圖（6-18）（6-19）（6-20）式中：Mur—部分抗剪連接時(shí)組合梁截面抗彎承載力；

Nr—部分抗剪連接時(shí)一個(gè)剪跨區(qū)的抗剪連接件數(shù)目；

Ncr—每個(gè)抗剪連接件的縱向抗剪承載力；x1—混凝土翼板受壓區(qū)高度；y1—鋼梁受拉區(qū)截面應(yīng)力合力至混凝土翼板截面應(yīng)力

合力間的距離；y2—鋼梁受拉區(qū)截面應(yīng)力合力至鋼梁受壓區(qū)截面應(yīng)力

合力間的距離；6.5簡(jiǎn)支組合梁的塑性設(shè)計(jì)方法6.5.1組合梁受彎承載力計(jì)算

采用塑性方法計(jì)算組合梁的豎向抗剪承載力時(shí)，可認(rèn)為在豎向受剪極限狀態(tài)時(shí)鋼梁腹板均勻受剪并且達(dá)到了鋼材的抗剪設(shè)計(jì)強(qiáng)度，同時(shí)忽略混凝土翼板及板托的影響，按下式計(jì)算：（6-21）式中：V——剪力設(shè)計(jì)值；hw、tw——分別為鋼梁腹板的高度及厚度；fv——鋼材的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。

試驗(yàn)研究表明，混凝土翼板能承擔(dān)一部分剪力（約10％～30％），因此采用上式計(jì)算組合梁截面的抗剪承載力是偏于安全的。6.5簡(jiǎn)支組合梁的塑性設(shè)計(jì)方法6.5.2組合梁豎向抗剪承載力計(jì)算

組合梁交界面上的剪力通過連接件傳遞到混凝土翼板時(shí)，將在連接件周圍的板托和混凝土翼板內(nèi)產(chǎn)生縱向剪力，可能導(dǎo)致混凝土翼板出現(xiàn)縱向裂縫，進(jìn)而產(chǎn)生沿翼板中線劈裂的現(xiàn)象（圖6-19）。混凝土翼板縱向開裂是組合梁的破壞形式之一，如果沒有足夠的橫向鋼筋來控制裂縫的發(fā)展，或雖有橫向鋼筋但布置不當(dāng)，會(huì)導(dǎo)致組合梁延性和極限承載能力急劇下降。因此，需進(jìn)行混凝土翼板及其板托的縱向界面受剪承載力計(jì)算，防止組合梁在達(dá)到極限受彎承載力之前出現(xiàn)縱向劈裂破壞。圖6-19組合梁混凝土翼板的縱向裂縫圖6.6組合梁的縱向抗剪計(jì)算

混凝土翼板及板托的最不利受剪界面有兩種類型（圖6-20）：一是穿過整個(gè)板厚的豎向受剪截面a-a；二是圍繞抗剪連接件周圍的受剪界面b－b（無板托）、c－c和d-d（有板托）。圖中，At為混凝土板頂部附近單位長(zhǎng)度內(nèi)鋼筋面積的總和（mm2/mm），包括混凝土板內(nèi)抗彎和構(gòu)造鋼筋；Ab、Abh分別為混凝土板底部、承托底部單位長(zhǎng)度內(nèi)鋼筋面積的總和（mm2/mm）。在驗(yàn)算中，對(duì)于任意一個(gè)潛在的縱向剪切破壞界面，要求單位長(zhǎng)度上縱向剪力的設(shè)計(jì)值不得超過單位長(zhǎng)度上的界面抗剪強(qiáng)度，即：Vl,1≤Vul,1（6-22）（a）無板托組合梁（b）有板托組合梁圖6-20板托及翼板的縱向受剪界面及其橫向配筋6.6組合梁的縱向抗剪計(jì)算

當(dāng)采用塑性方法設(shè)計(jì)抗剪連接件和進(jìn)行縱向抗剪驗(yàn)算時(shí)，作為一種簡(jiǎn)化的處理方式，可假定連接件按滿應(yīng)力工作，因此荷載作用引起的單位界面長(zhǎng)度上的縱向界面剪力可以直接由連接件的設(shè)計(jì)剪力確定。對(duì)于圖6-20的b-b、c-c及d-d受剪界面，縱向剪力設(shè)計(jì)值為：a-a受剪界面承擔(dān)的縱向剪力設(shè)計(jì)值則為：式中：vl,1——單位縱向長(zhǎng)度內(nèi)受剪界面上的縱向剪力設(shè)計(jì)值；Vs——每個(gè)剪跨區(qū)段內(nèi)鋼梁與混凝土翼板交界面的縱向剪力；mi——剪跨區(qū)段長(zhǎng)度；b1、b2——分別為混凝土翼板左右兩側(cè)挑出的寬度；be——混凝土翼板有效寬度，應(yīng)按對(duì)應(yīng)跨的跨中有效寬度取值。（6-23）（6-24）6.6組合梁的縱向抗剪計(jì)算

組合梁承托及翼緣板界面縱向受剪承載力計(jì)算應(yīng)符合下列公式規(guī)定：式中：vlu,1e——單位縱向長(zhǎng)度內(nèi)界面受剪承載力（N/mm），取式（6-24b）和式（6-24c）的較小值；fte——混凝土抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（N/mm2）；bfe——受剪界面的橫向長(zhǎng)度，按圖6-20所示的a-a、b-b、c-c及d-d連線在抗剪連接件以外的最短長(zhǎng)度取

值（mm）；Aee——單位長(zhǎng)度上橫向鋼筋的截面面積（mm2/mm），按圖6-20和表6-2取值；fr——橫向鋼筋的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（N/mm2）。（6-25）（6-26）（6-27）6.6組合梁的縱向抗剪計(jì)算

6.6組合梁的縱向抗剪計(jì)算

表6-2單位長(zhǎng)度上橫向鋼筋的截面積Ae剪切面a-ab-bc-cd-dAeAb+At2Ab2(Ab+Abh)2Abh

此外，橫向鋼筋的最小配筋尚應(yīng)符合如下條件：式中：0.75為常量，單位N/mm2。

組合梁混凝土翼緣的橫向鋼筋，除板托中的橫向鋼筋是組合梁所特有的，此外的其他橫向鋼筋A(yù)t及Ab，其截面面積中應(yīng)包含樓板自身的配筋在內(nèi)，且應(yīng)滿足錨固要求。（6-28）

組合梁的抗剪連接件宜采用圓柱頭焊釘，也可采用槽鋼（圖6-21）。（a）圓柱頭焊釘連接件

（b）槽鋼連接件圖6-21連接件的類型

單個(gè)抗剪連接件的受剪承載力設(shè)計(jì)值應(yīng)由下列公式確定：

圓柱頭焊釘連接件：（6-29）式中：Ec—混凝土的彈性模量（N/mm2）；As—圓柱頭焊釘釘桿截面面積（mm2）；fu—圓柱頭焊釘極限抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，需滿足現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《電弧螺柱焊用圓柱

頭焊釘》GB/T10433的要求（N/mm2）。槽鋼連接件：（6-30）式中：t——槽鋼翼緣的平均厚度（mm）；tw——槽鋼腹板的厚度（mm）；lc——槽鋼的長(zhǎng)度（mm）。槽鋼連接件通過肢尖肢背兩條通長(zhǎng)角焊縫與鋼梁連接，角焊縫按承受該連接件的受剪承載力設(shè)計(jì)值進(jìn)行計(jì)算。6.7組合梁抗剪連接件的計(jì)算（6-31）

對(duì)于用壓型鋼板混凝土組合板做翼板的組合梁（圖6-22），其焊釘連接件的受剪承載力設(shè)計(jì)值應(yīng)分別按以下兩種情況予以降低：（a）肋與鋼梁平行的組合梁截面（b）肋與鋼梁垂直的組合梁截面（c）壓型鋼板作底模的樓板剖面圖6-22用壓型鋼板作混凝土翼板底模的組合梁

1）當(dāng)壓型鋼板肋平行于鋼梁布置（圖6-22（a）），bw/he<1.5時(shí)，按6-29算得的應(yīng)乘以折減系數(shù)后取用。值按下式計(jì)算：式中：bw——混凝土凸肋的平均寬度，當(dāng)肋的上部寬度小于下部寬度時(shí)（圖6-22（c）），改取上部寬度（mm）；

he——混凝土凸肋高度（mm）；hd——焊釘高度（mm）。6.7組合梁抗剪連接件的計(jì)算（6-32）

對(duì)于用壓型鋼板混凝土組合板做翼板的組合梁（圖6-22），其焊釘連接件的受剪承載力設(shè)計(jì)值應(yīng)分別按以下兩種情況予以降低：（a）肋與鋼梁平行的組合梁截面（b）肋與鋼梁垂直的組合梁截面（c）壓型鋼板作底模的樓板剖面圖6-22用壓型鋼板作混凝土翼板底模的組合梁2）當(dāng)壓型鋼板肋垂直于鋼梁布置時(shí)（圖6-22（b）），焊釘連接件承載力設(shè)計(jì)值的折減系數(shù)按下式計(jì)算：式中：n0——在梁某截面處一個(gè)肋中布置的焊釘數(shù)，當(dāng)多于3個(gè)時(shí)，按3個(gè)計(jì)算。當(dāng)計(jì)算位于負(fù)彎矩區(qū)段的抗剪連接件，其受剪承載力設(shè)計(jì)值Ncv應(yīng)乘以折減系數(shù)0.9。6.7組合梁抗剪連接件的計(jì)算（6-33）（6-34）

當(dāng)采用柔性抗剪連接件時(shí)，抗剪連接件的計(jì)算應(yīng)以彎矩絕對(duì)值最大點(diǎn)及支座為界限，劃分為若干個(gè)區(qū)段（圖6-23），逐段進(jìn)行布置。

每個(gè)剪跨區(qū)段內(nèi)鋼梁與混凝土翼板交界面的縱向剪力Vs應(yīng)按下列公式確定：

正彎矩最大點(diǎn)到邊支座區(qū)段，即m1區(qū)段：圖6-23連續(xù)梁剪跨區(qū)劃分圖

正彎矩最大點(diǎn)到中支座（負(fù)彎矩最大點(diǎn)）區(qū)段，即m2和m3區(qū)段：

按完全抗剪連接設(shè)計(jì)時(shí)，每個(gè)剪跨區(qū)段內(nèi)需要的連接件總數(shù)nf，

按下式計(jì)算：

按部分抗剪連接組合梁，其連接件的實(shí)配個(gè)數(shù)不得少于nf的50%。

按式（6-28c）算得的連接件數(shù)量，可在對(duì)應(yīng)的剪跨區(qū)段內(nèi)均勻布置。當(dāng)在此剪跨區(qū)段內(nèi)有較大集中荷載作用時(shí)，應(yīng)將連接件個(gè)數(shù)nf按剪力圖面積比例分配后再各自均勻布置。（6-35）6.7組合梁抗剪連接件的計(jì)算

組合梁的撓度應(yīng)分別按荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合和準(zhǔn)永久組合進(jìn)行計(jì)算，其中較大值不應(yīng)超過表6-3規(guī)定的撓度限值。表6-3鋼與混凝土組合梁撓度限值類型撓度限值（以計(jì)算跨度l0計(jì)算）主梁l0/300（l0/400）其他梁l0/250（l0/300）注:1表中

l0為構(gòu)件的計(jì)算跨度；懸臂構(gòu)件的l0按實(shí)際懸臂長(zhǎng)度的2倍取用；2表中數(shù)值為永久荷載和可變荷載組合產(chǎn)生的撓度允許值，有起拱時(shí)可減去起拱值；3表中括號(hào)內(nèi)數(shù)值為可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的撓度允許值。

組合梁的撓度計(jì)算可按結(jié)構(gòu)力學(xué)公式進(jìn)行，但結(jié)構(gòu)力學(xué)研究的對(duì)象為勻質(zhì)彈性材料，其應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系呈直線，抗彎剛度B＝EI是一個(gè)常數(shù)。但組合梁是由鋼和混凝土兩種材料組成的，因此在計(jì)算截面剛度時(shí)應(yīng)將其轉(zhuǎn)換為由一種材料（鋼）組成的換算截面。試驗(yàn)研究表明，采用栓釘、槽鋼等柔性抗剪連接件的鋼－混凝土組合梁，連接件在傳遞鋼梁與混凝土翼板交界面的剪力時(shí)，本身會(huì)發(fā)生變形，其周圍的混凝土亦會(huì)發(fā)生壓縮變形，導(dǎo)致交界面處產(chǎn)生滑移應(yīng)變，引起附加曲率，從而引起附加撓度。而換算截面法沒有考慮鋼梁和混凝土翼板之間的滑移效應(yīng)，得到的組合梁剛度較實(shí)際剛度偏大，變形值較實(shí)測(cè)值偏小。因此，可以通過對(duì)組合梁的換算截面抗彎剛度進(jìn)行折減的方法來考慮滑移效應(yīng)。組合梁的折減剛度可按下式確定：6.8組合梁的變形計(jì)算（6-37）（6-38）（6-39）（6-40）6.8組合梁的變形計(jì)算式中：E——鋼梁的彈性模量；Ieq——組合梁的換算截面慣性矩；對(duì)荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合和準(zhǔn)永久組合，分別采用式（6-7）和（6-8）換算為

鋼截面寬度后，計(jì)算整個(gè)截面的慣性矩；對(duì)于鋼梁與壓型鋼板混凝土組合板構(gòu)成的組合梁，取其較

弱截面的換算截面進(jìn)行計(jì)算，且不計(jì)壓型鋼板的作用；ξ——?jiǎng)偠日蹨p系數(shù)，按下列公式進(jìn)行計(jì)算（當(dāng)ξ≤0時(shí)，取ξ＝0）：（6-36）式中：Acf——混凝土翼板截面面積；對(duì)壓型鋼板混凝土組合板翼板，取其較弱截面的面積，且不考慮壓型鋼板；

A——鋼梁截面面積；I——鋼梁截面慣性矩；Icf——混凝土翼板的截面慣性矩；對(duì)壓型鋼板混凝土組合板的翼板，取其較弱截面的慣性矩，且不考慮

壓型鋼板的作用；dc——鋼梁截面形心到混凝土翼板截面（對(duì)壓型鋼板混凝土組合板的翼板，取其較弱截面）形心的距離；h——組合梁截面高度；l——組合梁的跨度（mm）；k——抗剪連接件剛度系數(shù)，（N/mm）；p——抗剪連接件的縱向平均間距（mm）；ns——抗剪連接件在一根梁上的列數(shù)；αE——鋼梁與混凝土彈性模量的比值。6.8組合梁的變形計(jì)算（6-41）（6-42）

簡(jiǎn)支組合梁最大的優(yōu)勢(shì)在于能充分發(fā)揮鋼材和混凝土兩種材料的強(qiáng)度，而當(dāng)采用連續(xù)組合梁時(shí)，在中間支座附近的負(fù)彎矩區(qū)，會(huì)出現(xiàn)鋼梁受壓、混凝土翼板受拉的不利情況，因此應(yīng)當(dāng)在靠近板面的混凝土中配置縱向受拉鋼筋，在鋼梁與混凝土板之間設(shè)置抗剪連接件，使縱向鋼筋與部分鋼梁共同承擔(dān)拉力。即便如此，考慮到承載力的提高以及變形的減小等有利因素，連續(xù)組合梁的綜合性能相對(duì)于簡(jiǎn)支梁仍有較大的優(yōu)勢(shì)。連續(xù)組合梁的正彎矩區(qū)，混凝土翼板的約束作用限制了鋼梁受壓翼緣的局部屈曲和鋼梁的整體側(cè)扭屈曲。同時(shí)，彎曲破壞時(shí)，組合梁的塑性中和軸通常位于混凝土翼板或鋼梁上翼緣內(nèi)，鋼梁腹板不會(huì)受壓或受壓高度很小，也不會(huì)發(fā)生局部屈曲。6.9.1連續(xù)組合梁的受力性能

與簡(jiǎn)支組合梁相比，連續(xù)組合梁的受力性能有以下主要特點(diǎn)：1）支座負(fù)彎矩區(qū)混凝土翼板受拉開裂后退出工作，抗彎仍以鋼梁為主，截面抗彎承載力和剛度不及跨中組合截面，因此支座截面是組合梁的薄弱環(huán)節(jié)。2）負(fù)彎矩截面鋼梁處于受壓區(qū)時(shí)，其受壓翼緣和腹板可能發(fā)生局部失穩(wěn)，影響截面承載力的發(fā)揮和內(nèi)力塑性重分布。當(dāng)由于荷載不利布置使某跨均為負(fù)彎矩時(shí)，梁還可能發(fā)生整體失穩(wěn)；3）一般情況下，簡(jiǎn)支組合梁跨中截面承受的彎矩大而剪力小（或?yàn)榱悖ё孛娉惺艿募袅Υ蠖鴱澗貫榱?，因此可分別按純彎或純剪條件設(shè)計(jì)截面。而對(duì)于連續(xù)組合梁，支座截面承受的彎矩和剪力都較大，屬于復(fù)雜受力狀態(tài)，對(duì)承載力要產(chǎn)生交互影響；4）連續(xù)組合梁的負(fù)彎矩區(qū)段中，抗剪連接件的承載力有所降低。6.9連續(xù)組合梁設(shè)計(jì)方法6.9.2連續(xù)組合梁的彈性設(shè)計(jì)方法

與簡(jiǎn)支組合梁類似，對(duì)于直接承受動(dòng)力荷載，以及鋼梁板件寬厚比過大的連續(xù)組合梁，需采用彈性設(shè)計(jì)方法。彈性分析時(shí)，荷載在連續(xù)組合梁內(nèi)產(chǎn)生的彎矩或應(yīng)力分布取決于各個(gè)梁跨及正、負(fù)彎矩之間的相對(duì)剛度，當(dāng)任一截面的內(nèi)力達(dá)到其彈性強(qiáng)度時(shí)，組合梁達(dá)到其彈性承載力極限狀態(tài)。在鋼筋混凝土連續(xù)梁中，正、負(fù)彎矩區(qū)段混凝土都會(huì)發(fā)生開裂，因而對(duì)彎矩分布的影響較小。而在連續(xù)組合梁中，混凝土受拉主要發(fā)生在負(fù)彎矩區(qū)，完全開裂后組合梁截面抗彎剛度只有未開裂截面的1/3~2/3，所以應(yīng)按變截面剛度梁進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于連續(xù)組合梁，通常情況下可假定中間支座兩側(cè)各0.15l（l為梁的跨度）范圍內(nèi)為開裂區(qū)域，不考慮受拉區(qū)混凝土對(duì)剛度的影響，但應(yīng)計(jì)入翼板有效計(jì)算寬度范圍內(nèi)配置的縱向鋼筋的作用（圖6-24）。圖6-24內(nèi)力計(jì)算時(shí)抗彎剛度的確定方法6.9連續(xù)組合梁設(shè)計(jì)方法

在確定了各截面剛度后，連續(xù)組合梁如同一根變截面連續(xù)梁，其內(nèi)力可用結(jié)構(gòu)力學(xué)中的力法或位移法計(jì)算，計(jì)算中需要引用的單跨變截面梁的一些主要位移計(jì)算公式列于表6-4中。表中，α為跨中截面剛度與支座截面剛度的比值。6.9連續(xù)組合梁設(shè)計(jì)方法

6.9.3連續(xù)組合梁的塑性設(shè)計(jì)方法1.塑性內(nèi)力分析方法塑性內(nèi)力分析方法是極限平衡分析方法，它只要求連續(xù)梁每跨在形成機(jī)構(gòu)時(shí)內(nèi)力合力與外力合力符合平衡條件，在計(jì)算過程中不需引入桿件的截面剛度，也不需考慮施工過程的影響，方法較為簡(jiǎn)便。通常具體的做法是，先按彈性理論對(duì)連續(xù)梁做內(nèi)力分析，然后人為地對(duì)支座彎矩進(jìn)行調(diào)幅來適應(yīng)支座截面抗彎承載力略低的實(shí)際情況，同時(shí)將支座截面削減的彎矩按照平衡條件轉(zhuǎn)移到跨中截面。為了保證支座截面能充分塑性轉(zhuǎn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)充分的塑性內(nèi)力重分布，鋼梁的板件寬厚比應(yīng)符合一定要求。采用塑性理論計(jì)算連續(xù)組合梁承載力時(shí)應(yīng)滿足以下條件：（1）鋼梁板件的寬厚比符合表6-1的要求；（2）相鄰兩跨的跨度之差不應(yīng)超過短跨的45％；（3）邊跨跨度不應(yīng)小于鄰跨的70％，也不得大于鄰跨的115％；（4）在每跨的l/5范圍內(nèi)，不得集中作用該跨半數(shù)以上的荷載；（5）連續(xù)梁內(nèi)力合力與不利荷載效應(yīng)組合必須平衡；（6）采用調(diào)幅法計(jì)算內(nèi)力時(shí)，應(yīng)限制調(diào)幅系數(shù)不得超過15％。6.9連續(xù)組合梁設(shè)計(jì)方法6.9.3連續(xù)組合梁的塑性設(shè)計(jì)方法2.負(fù)彎矩截面的受彎承載力計(jì)算試驗(yàn)表明，當(dāng)混凝土翼板內(nèi)垂直于梁軸方向的橫向鋼筋及抗剪連接件的數(shù)量和布置有充分保證時(shí)，在鋼梁兩側(cè)6～8倍翼緣板厚度范圍內(nèi)，混凝土翼板可以通過縱向受剪使其中的縱向鋼筋與鋼梁共同工作，因此，連續(xù)組合梁負(fù)彎矩截面的受拉混凝土翼緣板計(jì)算寬度，可近似取與正彎矩截面相同值。研究表明，組合連續(xù)梁負(fù)彎矩截面在接近極限彎矩時(shí)，鋼梁下翼緣和鋼筋都已經(jīng)大大超過其屈服應(yīng)變，截面的塑性性能發(fā)展比較充分。因此，組合梁負(fù)彎矩截面抗彎極限狀態(tài)時(shí)的一般特征是：混凝土翼板受拉開裂退出工作，同時(shí)混凝土板中的縱向鋼筋受拉達(dá)到其屈服強(qiáng)度，鋼梁的拉區(qū)和壓區(qū)大部分也達(dá)到屈服強(qiáng)度。6.9連續(xù)組合梁設(shè)計(jì)方法

組合梁負(fù)彎矩截面達(dá)到塑性受彎承載力時(shí)，截面的塑性中和軸一般位于鋼梁腹板內(nèi)。截面應(yīng)力如圖6-25所示，鋼梁的應(yīng)力圖簡(jiǎn)化為等效矩形應(yīng)力圖。負(fù)彎矩截面的受彎承載力應(yīng)滿足：圖6-25負(fù)彎矩作用時(shí)組合梁截面及應(yīng)力圖形式中：M’——負(fù)彎矩設(shè)計(jì)值；S1、S2——鋼梁塑性中和軸以上和以下截面對(duì)該軸的面積矩；A——鋼梁的截面面積；Ac——鋼梁受壓區(qū)截面面積；tw——鋼梁腹板的厚度；Ast——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；f——鋼梁的抗壓和抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；fst——鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；y3——縱向鋼筋截面形心至組合梁塑性中和軸的距離，根據(jù)截面軸力平衡式（6-45）求出鋼梁受壓區(qū)面

積Ac，取鋼梁拉壓區(qū)交界處位置為組合梁塑性中和軸位置；y4——組合梁塑性中和軸至鋼梁形心塑性中和軸的距離。當(dāng)組合梁塑性中和軸在鋼梁腹板內(nèi)時(shí)，可按公

式（6-46）計(jì)算，當(dāng)組合梁塑性中和軸在鋼梁翼緣內(nèi)時(shí)，可取y4等于鋼梁塑性中和軸至腹板上邊

緣的距離。（6-43）（6-44）（6-45）（6-46）6.9連續(xù)組合梁設(shè)計(jì)方法3.負(fù)彎矩截面的受剪承載力計(jì)算

連續(xù)組合梁的中間支座截面同時(shí)作用有較大的彎矩和剪力，因此，要考慮這兩種內(nèi)力的相關(guān)作用對(duì)相應(yīng)承載力的影響。根據(jù)VonMises強(qiáng)度理論，鋼梁同時(shí)受彎、剪作用時(shí)，由于腹板中剪應(yīng)力的存在，截面受彎承載力有所降低。同樣，截面中彎矩的存在，也使得受剪承載力相應(yīng)降低。但是，試驗(yàn)研究表明，由于組合梁混凝土翼緣板內(nèi)配有縱向受拉鋼筋，中間支座截面抗彎承載力和縱向鋼筋拉力與鋼梁拉力的比值η＝Astfy/Af有關(guān)。當(dāng)η較大時(shí)，截面抗剪承載力可能高于鋼梁腹板的抗剪能力。只要保證翼板配筋滿足η≥0.15，且采取措施保證鋼梁不發(fā)生局部失穩(wěn)，剪力設(shè)計(jì)值也不超過鋼梁截面的極限受剪承載力時(shí)，則可以不考慮負(fù)彎矩區(qū)段截面剪力和受彎承載力的相互影響，受剪承載力仍按式（6-21）計(jì)算。6.9連續(xù)組合梁設(shè)計(jì)方法6.9.4連續(xù)組合梁的變形和裂縫計(jì)算

連續(xù)組合梁正常使用階段的變形和裂縫驗(yàn)算均應(yīng)采用彈性方法，并應(yīng)考慮可變荷載的不利布置。1.跨中撓度計(jì)算連續(xù)組合梁一般設(shè)計(jì)成等跨連續(xù)梁，最大撓度一般發(fā)生在邊跨。由于連續(xù)組合梁是變剛度梁，精確計(jì)算撓度十分復(fù)雜。一個(gè)較為簡(jiǎn)便的近似方法是從連續(xù)組合梁中截取某一跨間，除豎向荷載外，兩端還作用有支座截面的負(fù)彎矩（圖6-26），則組合梁的跨中撓度值等于簡(jiǎn)支梁在豎向荷載下的撓度與支座截面負(fù)彎矩作用下反向撓度的疊加。圖6-26連續(xù)組合梁某一跨間受力示意圖6.9連續(xù)組合梁設(shè)計(jì)方法6.9.4連續(xù)組合梁的變形和裂縫計(jì)算6.9連續(xù)組合梁設(shè)計(jì)方法2.最大裂縫寬度計(jì)算組合梁負(fù)彎矩區(qū)混凝土翼板的受力狀況與鋼筋混凝土軸心受拉構(gòu)件相似，因此可采用下式計(jì)算組合梁負(fù)彎矩區(qū)最大裂縫寬度：（6-47）式中：

ψ——裂縫間縱向受拉鋼筋的應(yīng)變不均勻系數(shù)：當(dāng)ψ<0.2時(shí)取ψ

=0.2；當(dāng)ψ>1時(shí)ψ

=1?。粚?duì)直接承受重復(fù)

荷載的情況，取ψ

=1；

σsk——受拉鋼筋的應(yīng)力；c——最上層縱向鋼筋的保護(hù)層厚度，當(dāng)c<20mm時(shí)取c=20mm，當(dāng)c>65mm時(shí)取c=65mm；deq——縱向受拉鋼筋的等效直徑；

ρte——以混凝土翼板薄弱截面處受拉混凝土的截面積計(jì)算得到的受拉鋼筋配筋率ρte=Ate/(behc)

，be和hc是混

凝土翼板的有效寬度和高度。受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)按下式計(jì)算

縱向受拉鋼筋的等效直徑deq按下式計(jì)算式中：ni——受拉區(qū)第i種縱向鋼筋的根數(shù)；di——受拉區(qū)第i種縱向鋼筋的公稱直徑；vi——受拉區(qū)第i種縱向鋼筋的表面特征系數(shù)，對(duì)帶肋鋼筋v=1.0，對(duì)光面鋼筋v=0.7。

按式（6-47）計(jì)算出的最大裂縫寬度wmax不得超過允許的最大裂縫寬度限值wlim。處于一類環(huán)境時(shí)，取wlim＝0.3mm；處于二、三類環(huán)境時(shí)，取wlim＝0.2mm；當(dāng)處于年平均相對(duì)濕度小于60%地區(qū)的一類環(huán)境時(shí)，可取wlim＝0.4mm。（6-48）（6-49）（6-50）（6-51）6.9連續(xù)組合梁設(shè)計(jì)方法6.9.4連續(xù)組合梁的變形和裂縫計(jì)算

（1）鋼－混凝土組合梁是指將鋼筋混凝土板錨固在鋼梁上形成的組合梁，由鋼筋混凝土翼板、鋼梁、板托和抗剪連接件四部分組成。相比鋼梁和混凝土梁有眾多優(yōu)點(diǎn)，主要有：承載力和剛度均顯著提高，能有效降低梁高和房屋總高，降低工程造價(jià)；受力合理，節(jié)約材料；有效防止鋼梁的整體和局部失穩(wěn)；抗疲勞性能及抗沖擊性能有所改善。（2）鋼－混凝土組合梁構(gòu)造要求主要指組合梁的截面尺寸要求。為計(jì)算簡(jiǎn)便起見，計(jì)算時(shí)取有效寬度be，并假定be在范圍內(nèi)壓應(yīng)力均勻分布。組合梁的截面尺寸應(yīng)該滿足豎向荷載下的剛度要求。（3）組合梁的設(shè)計(jì)方法可以分為彈性方法和塑性方法。彈性設(shè)計(jì)方法是以彈性理論為基礎(chǔ)，把混凝土翼緣板按鋼與混凝土的彈性模量比αE折算成鋼材截面，然后按材料力學(xué)方法計(jì)算截面的最大應(yīng)力，并應(yīng)使其小于材料強(qiáng)度。塑性設(shè)計(jì)方法考慮梁破壞前塑性變形發(fā)展，更符合組合梁的實(shí)際受力情況。組合梁受彎時(shí)塑性中和軸的位置有兩種情況。當(dāng)塑性中和軸位于混凝土翼板內(nèi)時(shí)，整個(gè)鋼梁均位于受拉區(qū)，不會(huì)產(chǎn)生局部屈曲。但當(dāng)塑性中和軸位于鋼梁腹板內(nèi)時(shí)，受壓區(qū)的鋼梁上翼緣及腹板有可能產(chǎn)生局部壓屈。（4）組合梁的縱向抗剪計(jì)算時(shí)，考慮混凝土翼板及板托的最不利受剪界面。在驗(yàn)算中，對(duì)于任意一個(gè)潛在的縱向剪切破壞界面，要求單位長(zhǎng)度上縱向剪力的設(shè)計(jì)值不得超過單位長(zhǎng)度上的界面抗剪強(qiáng)度。其中抗剪連接件的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足每個(gè)剪跨區(qū)段內(nèi)抗剪連接件的受剪承載力應(yīng)不小于鋼梁與混凝土翼板交界面的縱向剪力，逐段進(jìn)行布置。本章小結(jié)（5）組合梁的撓度應(yīng)分別按荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合和準(zhǔn)永久組合進(jìn)行計(jì)算，其中較大值不應(yīng)超過規(guī)范規(guī)定的撓度限值。組合梁的撓度計(jì)算可按結(jié)構(gòu)力學(xué)公式進(jìn)行，且在計(jì)算截面剛度時(shí)應(yīng)首先采用將其轉(zhuǎn)換為由一種材料（鋼）組成的換算截面。（6）連續(xù)組合梁設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮在中間支座附近的負(fù)彎矩區(qū)出現(xiàn)鋼梁受壓、混凝土翼板受拉的不利情況。彈性設(shè)計(jì)方法與簡(jiǎn)支組合梁類似。塑性設(shè)計(jì)方法通常先按彈性理論對(duì)連續(xù)梁做內(nèi)力分析，然后人為地對(duì)支座彎矩進(jìn)行調(diào)幅來適應(yīng)支座截面抗彎承載力略低的實(shí)際情況，同時(shí)將支座截面削減的彎矩按照平衡條件轉(zhuǎn)移到跨中截面。本章小結(jié)第七章鋼-混凝土組合剪力墻鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼-混凝土組合剪力墻概述組合剪力墻的受力性能和特點(diǎn)組合剪力墻的承載力驗(yàn)算組合剪力墻的構(gòu)造要求7.17.17.27.27.37.37.47.4content目錄本章小結(jié)

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市化進(jìn)程的推進(jìn)，超高層建筑在我國得到了迅速發(fā)展與應(yīng)用。目前超高層建筑中常用的結(jié)構(gòu)體系有框架-核心筒結(jié)構(gòu)體系和筒中筒結(jié)構(gòu)體系等。作為超高層結(jié)構(gòu)中的主要豎向承重和抗側(cè)力結(jié)構(gòu)構(gòu)件，核心筒剪力墻承擔(dān)著巨大的軸力、彎矩和剪力作用。為使核心筒剪力墻具有足夠的抗震承載能力和高軸壓力作用下的側(cè)向變形能力，近年來發(fā)展形成了型鋼混凝土剪力墻、鋼板混凝土剪力墻和帶鋼斜撐混凝土剪力墻等多種組合剪力墻形式，并在工程中得到了較為廣泛的應(yīng)用。7.1鋼-混凝土組合剪力墻概述效果圖整體結(jié)構(gòu)混凝土核芯筒巨型框架

次框架塔樓結(jié)構(gòu)天津諾德金融大廈（299.7m）應(yīng)用鋼板混凝土剪力墻剪力墻中鋼板示意圖剪力墻中鋼板施工照片7.2.1型鋼混凝土剪力墻

型鋼混凝土剪力墻是指在鋼筋混凝土剪力墻兩端的邊緣構(gòu)件中或同時(shí)沿墻截面長(zhǎng)度分布設(shè)置型鋼后形成的剪力墻。按照配置鋼骨截面形式的不同，型鋼混凝土剪力墻可分為普通型鋼混凝土剪力墻（圖7-1a）和鋼管混凝土剪力墻（圖7-1b）。型鋼（鋼管）混凝土剪力墻中的型鋼（鋼管）可以提高剪力墻的壓彎承載力、延性和耗能能力；提高剪力墻的平面外剛度，避免墻受壓邊緣在加載后期出現(xiàn)平面外失穩(wěn)。型鋼（鋼管）的銷栓作用和對(duì)墻體的約束作用可以提高剪力墻的受剪承載力。剪力墻端部設(shè)置型鋼后也易于實(shí)現(xiàn)與型鋼混凝土梁或鋼梁的可靠連接。鋼管混凝土剪力墻中的鋼管能夠有效約束管內(nèi)混凝土，因此其抗震性能優(yōu)于普通型鋼混凝土剪力墻。圖7-1型鋼混凝土剪力墻截面構(gòu)造7.2組合剪力墻的受力性能和特點(diǎn)

圖7-2所示為大剪跨比型鋼混凝土剪力墻試件在軸壓力和往復(fù)水平力作用下的試驗(yàn)結(jié)果。試件的截面尺寸為140mm×1100mm，兩端220mm范圍為約束邊緣構(gòu)件，配置有612的豎向鋼筋和工字型鋼，邊緣構(gòu)件型鋼含鋼率為3.6%，兩端160mm范圍內(nèi)的箍筋為6@50，160~220mm范圍內(nèi)的箍筋為6@100；豎向和水平分布鋼筋的配筋率分別為0.6%和0.9%；試件采用的型鋼屈服強(qiáng)度為282MPa，混凝土立方體抗壓強(qiáng)度為43.4MPa；剪力墻的剪跨比為2.43，軸壓比設(shè)計(jì)值為0.57。如圖7-2所示，試件發(fā)生了彎曲破壞；由滯回曲線可知：由于型鋼自身較高的強(qiáng)度和延性以及型鋼對(duì)邊緣構(gòu)件內(nèi)混凝土的約束作用，型鋼混凝土剪力墻具有較高的承載力、變形能力和耗能能力。圖7-2大剪跨比型鋼混凝土剪力墻試驗(yàn)結(jié)果7.2組合剪力墻的受力性能和特點(diǎn)7.2.1型鋼混凝土剪力墻

鋼板混凝土剪力墻主要應(yīng)用于高度超過400m的超高層建筑的核心筒底部。超高層建筑核心筒底部剪力墻的厚度一般由軸壓比限值控制，在剪力墻中設(shè)置鋼板后可降低剪力墻的軸壓比，從而減小剪力墻厚度，減輕結(jié)構(gòu)自重，提高建筑有效使用面積。由于鋼材的抗剪強(qiáng)度是混凝土抗剪強(qiáng)度的幾十倍，鋼板混凝土剪力墻具有很高的抗剪承載力，可承擔(dān)核心筒底部的巨大剪力。

根據(jù)鋼板布置方式的不同，鋼板混凝土剪力墻可分為內(nèi)置鋼板混凝土剪力墻（圖7-3a）和外包鋼板混凝土剪力墻（圖7-3b）。內(nèi)置鋼板混凝土剪力墻是在型鋼混凝土剪力墻的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步在墻體內(nèi)設(shè)置鋼板而形成的。內(nèi)置鋼板上需設(shè)置栓釘?shù)瓤辜暨B接件，保證鋼板與外包混凝土協(xié)同變形。由于外包混凝土可約束鋼板的平面外變形，從而有效防止鋼板發(fā)生局部屈曲。外包鋼板混凝土剪力墻是將鋼板包在混凝土外側(cè)，并通過一定的構(gòu)造措施使鋼板與混凝土協(xié)同工作而形成的剪力墻。外包鋼板混凝土剪力墻的外包鋼板可作為混凝土澆筑的模板使用，在使用階段也可防止混凝土裂縫外露；因此，外包鋼板混凝土剪力墻具有較好的正常使用性能和施工便利性，值得在工程中推廣應(yīng)用。圖7-3鋼板混凝土剪力墻截面構(gòu)造7.2組合剪力墻的受力性能和特點(diǎn)7.2.2鋼板混凝土剪力墻

對(duì)于受彎控制的鋼板混凝土剪力墻和型鋼混凝土剪力墻，當(dāng)剪力墻的配筋和軸壓比接近時(shí)，兩者的變形能力相近。對(duì)于剪跨比較小的剪力墻，由于鋼板的抗剪貢獻(xiàn)，鋼板混凝土剪力墻仍具有較好的受力性能。圖7-4所示為小剪跨比鋼板混凝土剪力墻試件在軸壓力和往復(fù)水平力作用下的試驗(yàn)結(jié)果。試件的截面尺寸為120mm×1000mm，兩端邊緣構(gòu)件內(nèi)配置有4C20的縱向鋼筋和工字型鋼，邊緣構(gòu)件型鋼含鋼率為5.7%；豎向和水平分布鋼筋的配筋率均為0.59%，墻身鋼板含鋼率為4.7%；試件采用的型鋼和鋼板屈服強(qiáng)度為369MPa，混凝土立方體抗壓強(qiáng)度為82MPa；剪力墻的剪跨比為1.0，軸壓比設(shè)計(jì)值為0.42。如圖7-4所示，雖然試件剪跨比較小，但由于鋼板較強(qiáng)的抗剪能力，剪力墻仍發(fā)生了彎曲破壞，滯回曲線較為飽滿，具有較高的延性和耗能能力。圖7-4小剪跨比鋼板混凝土剪力墻試驗(yàn)結(jié)果7.2組合剪力墻的受力性能和特點(diǎn)7.2.2鋼板混凝土剪力墻

帶鋼斜撐混凝土剪力墻（圖7-5）是在鋼筋混凝土剪力墻內(nèi)埋置型鋼柱、型鋼梁和鋼支撐而形成的剪力墻。設(shè)置鋼斜撐可顯著提高剪力墻的抗剪承載力，防止剪力墻發(fā)生剪切脆性破壞。帶鋼斜撐混凝土剪力墻主要用于超高層建筑核心筒中剪力需求較大的部位，如設(shè)伸臂桁架的樓層。鋼斜撐上需設(shè)置栓釘，保證與周圍混凝土協(xié)同工作。鋼斜撐一般采用工字形截面，也可采用鋼板斜撐。為保證鋼板斜撐的受壓穩(wěn)定性，需要在斜撐周圍加密拉筋，增強(qiáng)混凝土對(duì)鋼板斜撐的約束作用。圖7-5帶鋼斜撐混凝土剪力墻構(gòu)造7.2組合剪力墻的受力性能和特點(diǎn)7.2.3帶鋼斜撐混凝土剪力墻

圖7-6所示為某小剪跨比帶鋼斜撐混凝土剪力墻在軸壓力和往復(fù)水平力作用下的試驗(yàn)結(jié)果。該剪力墻內(nèi)配置有工字型鋼柱、工字型鋼梁和工字型鋼支撐。剪力墻兩端帶有翼緣，截面總高度為1470mm，翼緣寬度和高度分別為300mm和150mm，墻身厚度為140mm；兩端邊緣構(gòu)件內(nèi)配置有814和418的縱向鋼筋和工字型鋼，邊緣構(gòu)件型鋼含鋼率為4.7%，箍筋的體積配箍率為2.0%；豎向和水平分布鋼筋的配筋率分別為0.65%和0.75%；工字型鋼支撐的截面高度為126mm，翼緣寬度為42mm，翼緣和腹板厚度均為5mm；型鋼柱和梁的鋼材牌號(hào)為Q345，型鋼支撐的鋼材牌號(hào)為Q235，混凝土立方體抗壓強(qiáng)度為41.2MPa；剪力墻的剪跨比為1.06，軸壓比設(shè)計(jì)值為0.27。如圖7-6所示，雖然剪力墻發(fā)生了剪切破壞，但由于鋼支撐屈服后具有較好的延性，剪力墻的滯回曲線無明顯捏攏現(xiàn)象，呈現(xiàn)出較好的滯回特性。圖7-6小剪跨比帶鋼斜撐混凝土剪力墻試驗(yàn)結(jié)果7.2組合剪力墻的受力性能和特點(diǎn)7.2.3帶鋼斜撐混凝土剪力墻

剪力墻應(yīng)分別按持久、短暫設(shè)計(jì)狀況以及地震設(shè)計(jì)狀況進(jìn)行荷載和荷載效應(yīng)組合的計(jì)算，取控制截面的最不利組合內(nèi)力值或?qū)ζ湔{(diào)整后的組合內(nèi)力值（統(tǒng)稱為內(nèi)力設(shè)計(jì)值）進(jìn)行截面承載力驗(yàn)算。墻肢的控制截面一般取墻底截面以及改變墻厚、混凝土強(qiáng)度等級(jí)或豎向鋼筋（型鋼或鋼板）配置的截面。為了使墻肢的塑性鉸出現(xiàn)在底部加強(qiáng)部位，避免底部加強(qiáng)部位以上的墻肢出現(xiàn)塑性鉸，其彎矩設(shè)計(jì)值應(yīng)按下述要求進(jìn)行調(diào)整：抗震等級(jí)為特一級(jí)的剪力墻，底部加強(qiáng)部位的彎矩設(shè)計(jì)值乘以增大系數(shù)1.1，其他部位的彎矩設(shè)計(jì)值乘以增大系數(shù)1.3；抗震等級(jí)為一級(jí)的剪力墻，底部加強(qiáng)部位以上部位，墻肢的彎矩設(shè)計(jì)值乘以增大系數(shù)1.2；其他抗震等級(jí)剪力墻的彎矩設(shè)計(jì)值不做調(diào)整。7.3組合剪力墻的承載力驗(yàn)算7.3.1內(nèi)力設(shè)計(jì)值式中：V——底部加強(qiáng)部位墻肢截面組合的剪力設(shè)計(jì)值；Vw——底部加強(qiáng)部位墻肢截面組合的剪力計(jì)算值；Mwua——墻肢底部截面按實(shí)配豎向鋼筋面積、材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和豎向力等計(jì)算的抗震受彎承載力所對(duì)應(yīng)的彎矩

值，有翼墻時(shí)應(yīng)計(jì)入墻兩側(cè)各一倍翼墻厚度范圍內(nèi)的豎向鋼筋；Mw——墻肢底部截面組合的彎矩設(shè)計(jì)值；

ηvw——墻肢剪力放大系數(shù)，特一級(jí)為1.9（底部加強(qiáng)部位以上的其他部位為1.4），一級(jí)為1.6，二級(jí)為1.4，三

級(jí)為1.2。7.3組合剪力墻的承載力驗(yàn)算7.3.1內(nèi)力設(shè)計(jì)值（7-1）9度一級(jí)剪力墻底部加強(qiáng)部位不按乘以增大系數(shù)調(diào)整剪力設(shè)計(jì)值，而按剪力墻的實(shí)際受彎承載力調(diào)整剪力設(shè)計(jì)值，即按下式調(diào)整：（7-2）

為了加強(qiáng)特一、一、二、三級(jí)剪力墻底部加強(qiáng)部位的抗剪承載力，避免過早出現(xiàn)剪切破壞，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)剪弱彎，墻肢截面組合的剪力設(shè)計(jì)值應(yīng)按下式進(jìn)行調(diào)整；特一、一、二、三級(jí)剪力墻的其他部位和四級(jí)剪力墻的剪力設(shè)計(jì)值可不調(diào)整。（1）型鋼混凝土剪力墻

型鋼混凝土偏心受壓剪力墻，其正截面受壓承載力應(yīng)符合下式規(guī)定（圖7-7）：圖7-7型鋼混凝土剪力墻偏心受壓正截面承載力計(jì)算示意圖持久、短暫設(shè)計(jì)狀況（7-3）（7-4）7.3組合剪力墻的承載力驗(yàn)算7.3.2偏心受壓承載力驗(yàn)算

地震設(shè)計(jì)狀況Nsw，Msw應(yīng)按下列公式計(jì)算：當(dāng)時(shí)當(dāng)時(shí)（7-5）（7-6）（7-10）（7-11）（7-12）（7-13）7.3組合剪力墻的承載力驗(yàn)算7.3.2偏心受壓承載力驗(yàn)算（7-7）（7-8）（7-9）

受拉或受壓較小邊的鋼筋應(yīng)力ss和型鋼翼緣應(yīng)力sa可按下列規(guī)定計(jì)算：當(dāng)時(shí)，，；當(dāng)時(shí)，，界限相對(duì)受壓區(qū)高度式中：fy—鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；fa—型鋼的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；e0—軸向壓力對(duì)截面重心的偏心距；e—軸向力作用點(diǎn)到受拉型鋼和縱向受拉鋼筋合力點(diǎn)的距離；M—剪力墻彎矩設(shè)計(jì)值；N—剪力墻彎矩設(shè)計(jì)值M相對(duì)應(yīng)的軸向壓力設(shè)計(jì)值；as、aa—受拉端鋼筋、型鋼合力點(diǎn)至截面受拉邊緣的距離；a’s、a’a—受拉端鋼筋、型鋼合力點(diǎn)至截面受壓邊緣的距離；7.3組合剪力墻的承載力驗(yàn)算7.3.2偏心受壓承載力驗(yàn)算（7-14）a—受拉端型鋼和縱向受拉鋼筋合力點(diǎn)到受拉邊緣的距離；x—受壓區(qū)高度；a1—受壓區(qū)混凝土壓應(yīng)力影響系數(shù)；Aa、A’a—剪力墻受拉、受壓邊緣構(gòu)件陰影部分內(nèi)（圖7-11，圖7-12）配置的型鋼截面面積；As、A’s—剪力墻受拉、受壓邊緣構(gòu)件陰影部分內(nèi)（圖7-11，圖7-12）配置的縱向鋼筋截面面積；Asw—剪力墻邊緣構(gòu)件陰影部分外的豎向分布鋼筋總面積；fyw—剪力墻豎向分布鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；

β1—受壓區(qū)混凝土應(yīng)力圖形影響系數(shù)；Nsw—剪力墻豎向分布鋼筋所承擔(dān)的軸向力Msw—剪力墻豎向分布鋼筋合力對(duì)受拉型鋼截面重心的力矩；hsw—剪力墻邊緣構(gòu)件陰影部分外的豎向分布鋼筋配置高度；hw0—剪力墻截面有效高度；bw—剪力墻厚度；hw—剪力墻截面高度；RE—承載力抗震調(diào)整系數(shù)；Es—鋼筋彈性模量7.3組合剪力墻的承載力驗(yàn)算7.3.2偏心受壓承載力驗(yàn)算（2）鋼板混凝土剪力墻

鋼板混凝土偏心受壓剪力墻，其正截面受壓承載力應(yīng)符合下式規(guī)定（圖7-8）：圖7-8鋼板混凝土剪力墻偏心受壓正截面承載力計(jì)算示意圖

持久、短暫設(shè)計(jì)狀況（7-15）（7-16）7.3組合剪力墻的承載力驗(yàn)算7.3.2偏心受壓承載力驗(yàn)算

地震設(shè)計(jì)狀況（7-17）（7-18）Nsw，Npw，Msw，Mpw應(yīng)按下列公式計(jì)算：當(dāng)時(shí)（7-22）（7-23）7.3組合剪力墻的承載力驗(yàn)算7.3.2偏心受壓承載力驗(yàn)算（7-19）（7-20）（7-21）（7-24）（7-25）7.3組合剪力墻的承載力驗(yàn)算7.3.2偏心受壓承載力驗(yàn)算當(dāng)時(shí)（7-26）（7-27）（7-28）（7-29）（3）帶鋼斜撐混凝土剪力墻由于鋼斜撐對(duì)剪力墻的正截面受彎承載力的提高作用不明顯，因此帶鋼斜撐混凝土剪力墻的正截面受壓承載力計(jì)算中，可不考慮斜撐的壓彎作用，按型鋼混凝土剪力墻計(jì)算。（1）型鋼混凝土剪力墻

型鋼混凝土剪力墻偏心受拉承載力采用M-N相關(guān)曲線受拉段近似線性計(jì)算，其計(jì)算公式如下：

持久、短暫設(shè)計(jì)狀況

地震設(shè)計(jì)狀況N0u、Mwu應(yīng)按下列公式計(jì)算Mwu—型鋼混凝土剪力墻無軸力時(shí)的受彎承載力；其余符號(hào)意義同前。（7-30）（7-31）（7-32）（7-33）7.3組合剪力墻的承載力驗(yàn)算7.3.3偏心受拉承載力驗(yàn)算式中：N—型鋼混凝土剪力墻軸向拉力設(shè)計(jì)值；e0—型鋼混凝土剪力墻軸向拉力對(duì)截面重心的偏心距；N0u—型鋼混凝土剪力墻軸向受拉承載力；（2）鋼板混凝土剪力墻

組合剪力墻偏心受拉承載力采用M-N相關(guān)曲線受拉段近似線性計(jì)算，其計(jì)算公式如下：

持久、短暫設(shè)計(jì)狀況

地震設(shè)計(jì)狀況N0u、Mwu應(yīng)按下列公式計(jì)算（7-34）（7-35）（7-36）（7-37）7.3組合剪力墻的承載力驗(yàn)算Ap—剪力墻截面內(nèi)配置的鋼板截面面積；fy—剪力墻截面內(nèi)配置鋼板的抗拉和抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；其余符號(hào)意義同前。式中：N—鋼板混凝土剪力墻軸向拉力設(shè)計(jì)值；e0—鋼板混凝土剪力墻軸向拉力對(duì)截面重心的偏心距；N0u—鋼板混凝土剪力墻軸向受拉