钢混凝土组合梁设计
钢混组合梁设计说明
钢混组合梁设计说明1桥梁工程1.1 主要技术标准(1) 公路等级：高速公路；(2) 设计速度：80km/h；(3) 行车道数：双向四车道；(4) 设计基准期：100年；(5) 建筑限界：桥面标准宽度2×12.6m，净高5m；(6) 桥面横坡：2%；(7) 设计荷载：公路-Ⅰ级；(8) 抗震设防标准：设计基本地震动峰值加速度0.15g，特征周期0.4s；1.2上部构造本桥为跨黑龙溪而设。
施工图设计阶段左、右线上部构造均采用1×40mT梁，根据最新实测横、纵断面，左线上部构造变更为1×60m简支钢混叠合梁，中心桩号ZK45+385.8，右线上部构造变更为1×48m简支钢混叠合梁，中心桩号K45+396。
钢梁相关说明详见本说明第5条。
桥面板采用抗裂、抗渗高性能混凝土。
每方混凝土中掺入50kg钢纤维，钢纤维为端钩形高强钢丝切断型，长度宜为30～35mm，直径或等效直径为0.6～0.9mm，抗拉强度大于600Mpa，具体技术要求应符合《纤维混凝土结构技术规程》(CECS 38-2004)及《水泥混凝土桥面铺装技术指南》(SCGF31-2010)的相关规定。
1.3下部构造下部构造起点岸桥台接双桥村2号隧道，止点岸桥台接林家埂隧道。
两岸桥台均仅设台帽和横向挡块，台帽置于隧道基础上，不设背墙，主梁直接与隧道仰拱相接。
两岸台后均不设搭板。
施工桥台前应仔细核对隧道专业相关变更图纸。
施工前，施工单位应复测桥梁设计线地面线、桥梁边线处地面线和桩顶高程并详细核对，如与设计采用数据相差较大，应及时反馈至设计方，对结构进行修正。
1.4横断面布置左线标准横断面布置详见图1，布置原则为使桥面防撞护栏内侧边线与隧道洞内电缆沟内侧边线对齐。
考虑到本桥总长较短，区间停车存在安全隐患，在桥上不设应急停车道。
桥面净宽为8.75m，与隧道同宽，设2根行车道。
右线标准横断面相应翻转，详见设计图。
跨中处桥面宽12.6m，组成为：1.26m（隧道外侧检修道通道及柔性棚洞护栏）+0.6m（防撞护栏）+8.75m（行车道）+0.6m （防撞护栏）+1.39m（隧道内侧检修道通道及柔性棚洞护栏）其中防撞护栏外侧各设两根隧道检修道通道，用于隧道检修人员在双桥村2号隧道和林家埂隧道之间通行。
钢与混凝土组合梁分析与设计
火 的需要 。我国对组合梁 的研究起 步较 晚 ， ２ ０世纪 ９ ｏ年 代初 ， 通 过大量试验 研究 ， 清华 大学提出考虑钢 梁与混凝 土翼板 交界滑 移 效应 的折减 刚度法 。按照 这个方 法提 出的理论计 算 出 的组 合 梁 截面刚度和截 面抵抗矩与 国内外 的试验结果 非常一 致 ， 而且计算
一
轻、 构件截 面小 、 增加建筑 空间 ， 降低 地震作用 以及增 强构件 和结 仅 对完 全抗 剪连接组合梁的正弯矩作用区段分析比较。 组 合梁翼板有效宽度 ｂ 按下式计算 （ 示 意图见图 １ ） 。 构 的延性 ， 同时使基 础造 价低 、 方便 安装 、 缩 短施 工周 期 ， 从而 保 证 结构的经济效 益。钢 与混凝 土组 合梁是 钢 与混凝 土组 合结 构 的一种 ， 因具 有截面 高度小 、 自重轻 、 延 性好 、 经 济效 益好 等特 点
钢 与 混 凝 土 组 合 梁 分 析 与 设 计
高 俊 超
（ 香港华艺设计顾 问（ 深圳 ） 有限公司 ， 广东 深圳 ５ １ ８ ０ ０ ０）
摘
要： 详细介绍 了钢与混凝土组合梁 的性能特点及应 用范围 ， 对其 进行 了系统的结构 的计 算分析 ， 确 定详细 的技术指标 。结果
表明， 钢与混凝土组合梁 结构 受力合理 ， 经 济性 好 ， 需要大 力推广 。
ｂ ＝ｂ ０＋ ｂ ｌ ＋ｂ ２ （ １ ）
其中， ｂ 。 为板托上部宽度 ， 无板托 时取钢梁上翼缘宽 度 ； ｂ 。 ， ｂ ：
． 的 ６倍和梁跨度 ｚ 的１ ／ ６中的小值 ， ｂ 不大于 被 广泛的应用 ， 尤其大跨结构经济效 益 和社会 效益 明显 。按 照截 分别取翼缘 厚度 ｈ 】 ， ｂ ２ 不大 于 的 １ ／ ２ 。 面形式 ， 组 合梁可 以分 为 Ｔ形 组合梁 以及外包 混凝土型钢混凝 土 ｓ 梁 。型钢混凝土梁是根据钢材 与混凝土 之间的粘结 力协 同工作 ， Ｔ形 组合梁通过 抗剪连 接 件将 混凝 土翼 板 与钢梁 连接 成 整体 构 件 。Ｔ形组 合梁 的翼 板可 以为压型 钢板混凝土 组合板 ， 也可 以是 现浇混 凝土板 ， 或者是混凝土叠合板 。压型钢板 在施工 阶段可 以 代替模板 ， 可 以代替 混凝 土板中 的下 部受力钢 筋。组合 梁 的早 期
钢-混凝土组合梁设计
腹板
Aw=286x8=2288
A=Aft+Afb+Aw=4208 Ybs=134.06;Yts=165.94 Is=55.68e4
借助Excell计算
弯矩 剪力 钢梁顶A 钢梁腹板上端B 钢梁中性轴处C 钢梁腹板下端D 钢梁底E
Байду номын сангаас
Is
ys
So
5.57E+07
-165.9 -159.9
4.3.1 EC4的桁架模型(***)
叠合面的剪力Vl 混凝土斜压杆的压力De 横向钢筋的拉力Ts
（1）混凝土开裂前：混凝土斜压杆破坏
（2）混凝土开裂后：裂缝间混凝土的咬合力 ，横向钢筋的销栓力，压型钢板的抗剪力
4.3.2 《钢-混凝土组合结构设计规程》DL/T5085-1999
1.9 设计实例
（1）施工阶段设计
（1.1） 荷载计算 钢梁截面：上翼缘120x6；下翼缘150x8；腹板286x8 厚90；宽3000 施工荷载1kN/m2
（1.2） 内力计算
跨度3.5m 支座截面弯矩
1/8ql2
支座反力
3/8ql
上翼缘
Aft=120x6=720
下翼缘
2.5.2 竖向抗剪连接承载力计算方法2：考虑混凝土翼板
2.6 设计实例：塑性理论设计
例7-1
（1）施工阶段按弹性理论
跨度为3.5m的两跨连续梁 已计算，满足要求
（2）使用阶段：塑性理论
跨度为7m的简支梁，不必考虑荷载路径
荷载计算 判断中性轴位置 截面承载力
（1）荷载计算
不必在计算混凝土翼板的抗剪贡献
截面应变分布？？？
2.4.1 部分抗剪连接承载力计算方法1：钢结构设计 规范
型钢混凝土梁设计
20世纪中叶以后，随着技术的进步和 工程实践的积累，型钢混凝土梁在桥 梁、建筑等领域得到广泛应用。
02 型钢混凝土梁的优点与局 限性
优点
高承载能力
由于钢和混凝土的互补性，型 钢混凝土梁具有较高的承载能 力，能够承受较大的弯曲和剪
切力。
节约材料
相较于传统的纯混凝土梁，型 钢混凝土梁可以减少混凝土的 使用量，从而降低结构自重。
设计难度大
型钢混凝土梁的设计需要考虑多种因 素，如钢材与混凝土的粘结、防腐、 防火等，增加了设计难度。
施工要求高
为了保证型钢混凝土梁的性能，对施 工工艺和工人的技能要求较高。
适用条件
大跨度结构
型钢混凝土梁适用于跨度较大的结构，能够提供更好的承载性能。
抗震要求高的建筑
由于型钢混凝土梁具有良好的延性，适用于地震多发区的建筑。
对承载力要求高的建筑
对于对承载力要求高的建筑，如高层建筑、大跨度桥梁等，型钢混 凝土梁是一个较好的选择。
03 型钢混凝土梁的设计方法
计算模型
01
02
03
弹性模型
基于弹性理论，将型钢和 混凝土视为弹性材料，通 过弹性分析方法计算梁的 承载力和变形。
塑性模型
考虑混凝土的塑性变形， 采用塑性理论分析梁的承 载力和变形，适用于大跨 度或重载梁的设计。
总结词
降低结构自重、优化结构设计
详细描述
在大跨度结构中，型钢混凝土梁作为主要受力构件，能够有效地降低结构自重，减轻对下部结构和基础的负担。 同时，通过优化梁的截面尺寸和配筋设计，可以进一步提高结构的承载能力和稳定性，满足大跨度结构的特殊要 求。
案例三：特殊环境中的应用
总结词
适应复杂环境、提高耐久性
40米钢—混凝土组合钢箱梁设计说明
40米钢—混凝土组合钢箱梁设计说明近年来匝道及主线跨越被交路时，采用钢—混凝土组合梁，能加快施工速度，减少施工对运营高速公路交通的影响。
1.主体设计(1)节段划分40m钢箱梁沿纵桥向共划分为3个节段，节段长度分别为13.97m、12m及13.97m，最大节段运输重量约为23.6t。
节段间预留10m间隙，钢结构加工制造单位根据焊接工艺需求可对预留间隙进行适当调整。
钢梁节段在工地上采用高强螺栓连接成吊装梁片。
(2)钢主梁综合桥梁的运输，控制钢主梁运输宽度3.5m，运输长度不超过16m，单片钢箱梁箱高1820mm，箱宽2000mm，外悬臂宽度1000mm。
钢箱梁底板水平，腹板竖直，顶板横坡2%，箱内实腹式横隔板标准间距5.0m，与梁片间主横梁(M 类)对应。
为增加钢箱梁顶板的局部屈曲稳定，在箱内两道横隔板间设置1道加强横肋，加强横肋标准间距5.0m。
箱梁底板设置3道纵向加劲肋，腹板间设置1道纵向加劲肋，箱梁顶板上缘设置开孔板作为加劲肋，同时作为组合桥面板的剪力键。
钢箱梁腹板厚度均为12mm：中间节段顶板厚度20mm，底板厚度32mm；两边节段顶板厚度12/18mm，底板厚度16/28mm：顶底板厚度根据受力进行节段调整，顶底板厚度节段变化采用箱外对齐的方式。
横隔板：采用实腹式隔板构造，中横隔板厚度12mm，端横隔板厚度16mm ，为检修方面横隔板设置人孔，端横隔板设置人孔密封盖板。
加强横肋：采用上下T型隔板+腹板板式构造，板厚均为10mm。
(3)钢横梁根据桥面板的支承受力计算，双钢箱间采用密布横梁支承体系，标准横梁间距2.5m：横梁分主、次横梁两种类型，主次横梁交替设置。
主横梁(M类)与箱室横隔板对应布置，次横梁(S类)与箱室内的加强横肋对应布置。
横梁理论跨径6.6m(两箱室内腹板间距)，制造长度5.6m。
主、次横梁均为工字钢构造，主横梁高度1400mm，次横梁高度350mm。
上下翼缘宽度均为250mm，除端横梁外，横梁翼缘厚度均为12mm，腹板厚度10mm。
比较受欢迎的一套钢混组合梁桥设计图纸(40+40)
钢钢筋混凝土组合梁设计规范
钢钢筋混凝土组合梁设计规范随着社会的发展和建筑结构的不断创新，钢筋混凝土组合梁越来越受到人们的关注和使用。
为确保钢筋混凝土组合梁的安全性和实用性，国家对其设计规范也日益完善。
一、钢筋混凝土组合梁的基本概念钢筋混凝土组合梁由钢梁和混凝土组成，具有两种材料的优点，能够承受大的荷载和获得较好的刚度、韧性和耐久性。
其中，钢梁负责承载荷载并传递给混凝土梁，混凝土梁则负责接受荷载并向支座传递。
二、钢筋混凝土组合梁的设计规范目前，国内设计规范对钢筋混凝土组合梁的设计和使用有具体的规定。
其中，应注意以下几个方面。
（一）强度控制在设计过程中，应当注意强度控制，确保混凝土的强度不低于设计要求值，钢材的强度也要够用。
此外，还应对剪力加强区域和梁的塑性裂缝控制进行规范。
（二）钢材的选用钢材的选用应按照规范的要求进行。
其中，钢板应当符合规定的标准厚度和屈服强度。
钢板焊接时，还需要对焊接翼板和焊缝进行规范。
（三）混凝土的选用混凝土的选用应该根据混凝土的等级和配合比进行。
同时，混凝土的抗裂性能也要符合规范的要求，以避免在使用过程中出现裂缝。
（四）常见问题在设计过程中，还需要考虑梁的变形、平整度和开裂宽度等问题，避免在使用过程中出现巨大的变形或开裂。
三、钢筋混凝土组合梁的优点相比较传统的混凝土梁和钢梁，在结构的设计和使用过程中，钢筋混凝土组合梁具有以下优点。
（一）承载能力钢梁具有较高的强度和刚度，能够承受大荷载，混凝土梁能够发挥其压缩强度，能够承受复杂的荷载。
因此，钢筋混凝土组合梁能够在一些跨度较大的场所中发挥重要的作用。
（二）耐久性能钢筋混凝土组合梁具有优异的耐久性能，不仅可以满足长时间的使用，同时还能够抵御腐蚀、耐火、抗震等重要的问题。
（三）施工方便性相比较传统的梁，钢筋混凝土组合梁施工方便，可进行预制化生产，拼装在现场，从而缩短了工期，提高了施工效率。
四、钢筋混凝土组合梁的应用随着国家经济和社会的发展，钢筋混凝土组合梁已经广泛应用于各个领域。
钢-混凝土组合结构的设计与应用
钢-混凝土组合结构的设计与应用钢-混凝土组合结构因其结合了钢材和混凝土两种材料的优点，在现代建筑工程中得到了广泛应用。
钢材具有高强度、轻质和良好的抗拉性能，而混凝土具有良好的抗压性能和耐久性。
钢-混凝土组合结构通过将钢材和混凝土合理结合，提高结构的整体性能和经济性。
本文将探讨钢-混凝土组合结构的设计原则、应用方法及其在实际工程中的应用。
首先，钢-混凝土组合结构的设计需要综合考虑钢材和混凝土的材料特性和受力特点。
常见的组合结构形式包括组合梁、组合柱和组合楼板等。
组合梁通过在钢梁上浇筑混凝土板，形成整体受力构件，提高结构的抗弯和抗剪能力；组合柱通过在钢管或型钢内浇筑混凝土，增强柱的承载能力和稳定性；组合楼板通过在钢梁和混凝土板之间设置剪力连接件，实现钢材和混凝土的共同受力，提高楼板的整体刚度和承载能力。
在组合结构的设计中，剪力连接件是确保钢材和混凝土共同受力的关键。
剪力连接件通过提供剪力传递路径，保证钢材和混凝土之间的协调变形和受力。
例如，常用的剪力连接件包括剪力钉、剪力键和栓钉等，这些连接件通过焊接或螺栓连接在钢梁和混凝土之间，提供可靠的剪力传递和受力性能。
在施工过程中，钢-混凝土组合结构的质量控制是确保结构性能和安全性的关键。
钢材和混凝土的施工质量直接关系到组合结构的整体性能和耐久性。
例如，钢材的制造和安装需要严格控制，以确保钢构件的尺寸精度和连接质量。
钢梁和钢柱的焊接和螺栓连接必须符合设计要求，确保接头的强度和稳定性。
混凝土的浇筑和养护质量对组合结构的性能也有重要影响。
通过采用高性能混凝土和科学的养护措施，可以提高混凝土的强度和耐久性，确保组合结构的长期稳定和安全。
在实际应用中，钢-混凝土组合结构已经在多个工程项目中取得了显著成效。
例如，上海的东方明珠广播电视塔通过采用钢-混凝土组合柱和组合梁结构，实现了建筑物的高强度和高稳定性，成为现代建筑工程的杰出代表；英国的伦敦塔桥通过采用组合梁和组合楼板结构，提高了桥梁的承载能力和耐久性，确保了桥梁的安全性和使用寿命。
组合结构设计原理 第2版 第6章 钢-混凝土组合梁
第六章 钢-混凝土组合梁
主讲人
目录
content
6.1 钢－混凝土组合梁的概念和特点 6.2 组合梁的构造要求 6.3 组合梁的设计方法 6.4 简支组合梁的弹性设计方法 6.5 简支组合梁的塑性设计方法 6.6 组合梁的纵向抗剪计算 6.7 组合梁抗剪连接件的计算 66.8 组合梁的变形计算 6.9 连续组合梁设计方法 本章小结
由混凝土板和钢梁组成的楼盖中，如果在两者交界面处没有连接构造措施，在弯矩作用下，混凝土板截面和 钢梁截面的弯曲变形相互独立，各自有其中和轴。如果忽略交界面处的摩擦力，两者之间必定发生相对水平滑移 错动，因此其受弯承载力为混凝土板受弯承载力和钢梁受弯承载力之和，这种梁称为非组合梁（图6-1）。
（a）交界面的滑移错动
（a）交界面的滑移错动
（b）交界面应力
应变
弹性应力 塑性应力
（c）截面应力、应变分布示意图
图6-2 组合梁受力情况及截面应力、应变分布示意图
剪应力
当钢梁与混凝土板间设置的抗剪连接件数量较少，受剪承载力不足时，梁在弯矩作用下的受力状态介于非组 合梁和组合梁之间，混凝土翼板和钢梁上翼缘交界面处产生一定的相互滑移，这种梁称为部分抗剪连接组合梁。 相应设置了足够数量抗剪连接件的组合梁也称为完全抗剪连接组合梁。部分抗剪连接组合梁的受弯承载力和刚度 介于非组合梁和完全抗剪连接组合梁之间。一般用于跨度不超过20m，以承受静力荷载为主、且没有太大集中荷 载的等截面组合梁。在满足设计要求的情况下，采用部分抗剪连接也可以获得较好的经济效益。
6.1 钢－混凝土组合梁的概念和特点
6.1.1 钢－混凝土组合梁的概念
组合梁有两类：一种是将钢筋混凝土板锚固在钢梁上形成的组合梁（Composite Beam）；另一种是将型钢 或焊接钢骨架埋入钢筋混凝土梁而形成的组合梁，又称为型钢混凝土梁（Steel Reinforced Concrete Beam，或 Concrete Encased Steel Beam）。本章介绍的组合梁是指第一种钢－混凝土组合梁。
钢-混凝土组合结构设计规程
（6.2.10）
式中：K3——换算系数值，见表6.2.10。
（三）、构件承载力计算
1、单肢钢管混凝土轴心受力构件的承载力应按下式计算：
a 当轴心受压时： N≤ φfsc Asc
（6.3.1-1）
式中：φ——轴心受压稳定系数，见表6.3.1；
Asc ——钢管混凝土的截面面积。
b 当轴心受拉时： N ≤ 1.1f As
5、单肢钢管混凝土构件承受压、弯、剪及共同作用时，构件承载力就按下列强 度公式计算。（详见第21页）
6、钢管混凝土拉弯构件的承载力应按下式计算： （详见第22页）
7、格构式钢管混凝土构件承受压、弯、剪及共同作用时，应按正式验算平面内 的整体稳定承载力。 （详见第21页）
对斜腹杆格构式柱的单肢，可按桁架的弦杆计算。对平腹杆格构式柱的单肢， 尚应考虑由剪力引起的局部弯矩影响，按偏压构件计算。 腹杆所受剪力应取实际剪力和按式（6.3.4）计算剪力中的较大值。
工阶段的荷载验算空钢管结构的强度和稳定性； 在浇灌混凝土时，由施工阶段荷载引起的钢管初始最大压应力不宜超过0.6f。 4、钢管混凝土构件的长细比λ不宜超过表6.4.4的限值。 5、当钢管混凝土用作地震区的多层和高层、超高层框架结构柱时，ξ≥0.90， 构件的长细比λ不宜大于表6.4.5的限值。
6、多层和高层框架结构在风荷载作用下的顶点水平位移和层间相对位移的限值要求， 应符合GBJ17-88的有关规定。
（6.3.1-2）
2、格构式钢管混凝土轴心受压构件承载力应按式（6.3.1-1）计算，其受压稳定系数φ值根 据构件的换算长细比查表6.3.1，构件换算长细比同表6.3.2给出。 当四肢柱内外柱肢截面不相同时，可按下式计算换算长细比。
λoy =
钢混凝土组合梁课程设计
钢混凝土组合梁课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解钢混凝土组合梁的基本概念、结构特点和工程应用。
2. 掌握钢混凝土组合梁的材料性能、受力特性及设计原则。
3. 了解钢混凝土组合梁施工工艺及质量控制要点。
技能目标：1. 培养学生运用理论知识，分析钢混凝土组合梁受力和变形的能力。
2. 提高学生运用相关软件，进行钢混凝土组合梁结构设计和施工图纸绘制的能力。
3. 培养学生解决实际工程中钢混凝土组合梁问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生热爱专业，树立正确的工程观念。
2. 培养学生严谨的科学态度和团队协作精神。
3. 增强学生的环保意识和责任感，关注工程对社会和环境的影响。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程目标旨在使学生在掌握钢混凝土组合梁基本理论、设计与施工方法的基础上，提高解决实际工程问题的能力。
通过本课程的学习，使学生具备以下具体学习成果：1. 能够阐述钢混凝土组合梁的基本原理和工程应用。
2. 能够运用理论知识，分析钢混凝土组合梁的受力和变形。
3. 能够独立完成钢混凝土组合梁的设计和施工图纸绘制。
4. 能够针对实际工程问题，提出合理的解决方案。
5. 培养学生的专业素养、团队协作能力和责任感。
二、教学内容1. 钢混凝土组合梁基本概念与结构特点- 混凝土与钢材的材料性能- 钢混凝土组合梁的定义及分类- 钢混凝土组合梁的结构优势及应用领域2. 钢混凝土组合梁受力特性与设计原则- 受力分析基本理论- 钢混凝土组合梁的受力特性- 设计原则与规范要求3. 钢混凝土组合梁施工工艺与质量控制- 施工准备与工艺流程- 钢筋混凝土梁与钢梁的组合连接技术- 施工质量控制要点与验收标准4. 钢混凝土组合梁设计方法与软件应用- 设计流程与步骤- 相关设计软件介绍与操作- 设计实例分析与讨论5. 钢混凝土组合梁工程案例分析- 实际工程案例介绍- 案例分析及解决方案- 学生分组讨论与成果展示教学内容依据课程目标，结合教材章节，确保科学性和系统性。
钢-混凝土组合梁设计原理
钢-混凝土组合梁设计原理钢-混凝土组合梁是一种制作工艺复杂的结构形式，它将钢材和混凝土材料组合在一起，充分发挥了钢材和混凝土的优势，以实现更高的强度和刚度。
其设计原理主要包括以下几个方面。
1. 功用组合：钢-混凝土组合梁的设计目标是使钢材和混凝土共同发挥作用，使其相互补充。
其中，钢材主要承担拉应力和剪应力，而混凝土主要承担压应力。
通过合理的设计和构造，双材料的作用协调一致，达到最佳的力学性能。
2. 强度设计：在设计钢-混凝土组合梁时，一般会根据要求确定梁的强度等级和承载力指标。
通过结构力学的计算和分析，确定梁的截面尺寸，并进行判断是否满足强度要求。
钢材和混凝土的配筋设计也是设计的重要内容之一，以保证梁的承载能力和安全性。
3. 刚度设计：钢-混凝土组合梁的刚度设计主要考虑梁在使用过程中的挠度和变形问题。
通过合理选择梁的截面形状和尺寸，以及增加适量的钢材配筋，可以有效提高梁的刚度和扭转刚度，减小变形和挠度。
4. 断面设计：钢-混凝土组合梁的横截面形状和尺寸设计直接影响梁的承载力和刚度。
常见的断面形式有T型梁、I型梁和箱形梁等。
在选择断面形式时，应根据结构要求和构造条件，考虑梁的受力特点，合理确定梁的高度、宽度和配筋方式。
5. 界面连接：钢-混凝土组合梁的界面连接是保证梁的协同工作的关键。
常见的连接方式有焊接、螺栓连接和粘结连接等。
在界面连接设计中，应考虑接触面的刚度和强度要求，以及连接后的受力状态，确保连接处不会出现失效或破坏。
总之，钢-混凝土组合梁的设计原理是在满足结构强度和刚度要求的前提下，通过合理地组合钢材和混凝土材料，使其协同工作，发挥各自的优势。
这种组合方式可以有效提高梁的承载能力、刚度和变形控制能力，使结构更加安全可靠。
钢-混凝土组合梁
钢-混凝土组合梁的设计和施工需要 综合考虑多种因素，包括材料特性、 结构形式、施工工艺等，以确保其性 能和安全。
钢-混凝土组合梁在桥梁工程中得到 了广泛应用，特别是在大跨度桥梁和 复杂结构形式中，其优势更加明显。
钢-混凝土组合梁在长期使用过程中 可能会面临一些问题，如疲劳、腐蚀 等，因此需要采取相应的维护和加固 措施。
对未来研究的展望
随着科技的不断进步，钢-混凝 土组合梁在未来仍将是一个重 要的研究方向，需要进一步探
索其性能和优化设计方法。
对于钢-混凝土组合梁的耐久性 问题，需要加强研究，提出更 加有效的防腐、防锈和加固措
相关规范。
05 钢-混凝土组合梁的优势 与挑战
钢-混凝土组合梁的优势
高承载能力
结构自重轻
钢-混凝土组合梁能够承受较大的集中荷载 和均布荷载，具有较高的承载能力。
由于钢材料具有轻质高强的特点，因此钢混凝土组合梁的结构自重相对较轻，有利 于减轻整体结构的重量。
施工速度快
节能环保
钢-混凝土组合梁的构件可以预先在工厂制 作，现场安装方便快捷，能够缩短施工周 期。
总结词
施工方便，工期短
详细描述
钢-混凝土组合梁的施工方便，能够缩短工期，降低施 工成本。该大桥的施工过程采用了预制拼装的施工方法 ，大大提高了施工效率。
工程案例二
总结词
抗震性能好
详细描述
某高层建筑采用钢-混凝土组合梁作为主要承重结构，具 有良好的抗性能，能够有效地抵抗地震作用。
总结词
承载能力高
详细描述
钢-混凝土组合梁的承载能力较高，能够满足高层建筑对 承重结构的要求。同时，该组合梁还具有良好的塑性和韧 性，能够吸收地震能量，减少结构损伤。
钢与混凝土组合梁
· 当h0/tw≤ 80√235/fy时，对无局部压应力的梁．可不配置加劲肋；对有局 部压应应力的梁，应按构造配置横向加劲肋。
· 当80√235/fy ≤ h0/tw≤170√235/fy时，应配置横向加劲肋并按照规定计算 当≥ h0/tw ≥ 170√235/fy时，应在弯曲应力较大区格的受压区增加配置 纵向加劲肋。局部压应力很大的梁，必要时尚应在受压区配量短加劲肋， 巳应按规定计算
组合梁边梁混凝土翼板的构造应满足图5—1的要求。有板托时，翼板伸出长度不应
小于板托高度，无板托时，翼板伸出钢梁中心线不应小于150mm，伸出钢梁冀缘边不 应小于50mm。
混凝土翼缘的有效宽度be可按下式计算 ：
(4.1)
b0—板托顶部宽度。当板托倾角α<450时，应按α=450计算板
托顶部的宽度；当无板托时，则取钢梁上翼缘的宽度； b1、 b2—梁外侧和内侧的翼板计算宽度，各取梁跨度的l/6和
翼板厚度hc1的6倍中的较小值。此外，b1尚不应超过翼板 实际外伸宽度S1；b2不应超过相邻钢梁上翼缘或板托间净 距的1/2。当为中间梁时，取b1等于b2。
当采用压型钢板与混凝土组合板时，翼板厚度hc1等于组 合板的总厚度减去压型钢板的肋高。但在计算混凝土翼板 的有效宽度be时，压型钢板与混凝土组合板的翼板厚度hc1 可取有肋处板的总厚度； hc2为板托高度，当无板托时， hc2 =0。
（2）荷载短期效应设计时用的截面特征计算：
1）钢梁的截面特征
钢梁截面积 钢梁中和轴至钢梁顶面的距离
钢梁中和轴至钢梁底面的距离
钢混组合梁设计说明
工超声波探伤方法和探伤结果分级》（GB11345）的规定，焊缝射线探伤应符合《金属熔化焊焊接接头射线照相》（GB/T3323）的规定，磁粉探伤应符合《无损检测焊缝磁粉检测》（JB/T 6061）的规定。
（3）当采用射线、超声波、磁粉等多种方法检验的焊缝，必须达到各自的质量要求，该焊缝方可认为合格。
（4）进行局部超声波探伤的焊缝，当发现裂缝或较多其他缺陷时，应扩大该条焊缝探伤范围，必要时延至全长。
进行射线探伤或磁粉探伤的焊缝，当发现超标缺陷时应加倍检验。
（5）焊接材料除进厂时必须有生产厂家的出厂质量证明外，并应按现行有关标准进行复验，做好复验检查记录。
八、施工要点有关桥梁的施工工艺、材料要求及质量标准，除按《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）、《钢结构工程施工规范》（GB50755-2012）有关条文办理外，还应特别注意以下事项：1、钢梁制作（1）钢—混凝土组合结构桥梁钢梁承担单位应根据设计文件的技术要求、《公路桥涵施工技术规范》、《铁路钢桥制造规范》、《钢结构工程施工规范》、《钢结构工程施工及验收规范》及其它相关国家标准，编制详细的钢梁制造工艺方案。
为确保钢梁制造加工的质量，制造工艺方案必须通过专家评审后方可执行。
（2）承担单位应根据接头形式编制焊接工艺评定试验，并编制详细的焊接工艺评定报告，确定合适的焊接坡口尺寸、合理的焊接工艺和焊接参数，选择有效的措施控制焊接变形和降低焊接残余应力。
焊接工艺评定试验也必须通过专家评审后方可执行。
（3）钢梁可在变截面位置分段，在工厂制造，预拼检验合格后，分节段运抵桥位或工地钢梁存放场。
钢梁分段时，顶底板与腹板拼接焊缝错开距离必须满足规范要求，且分段接头不应布置在应力最大位置。
（4）钢材应按同一厂家、同一材质、同一板厚、同一出厂状态，每10 个炉（批）号抽检1 组试件，且应抽取每种板厚的10%（至少1 块）进行超声波探伤，检验不合格的钢材不得使用。
钢-混凝土组合桥梁设计规范
4.1.5.5.d）：
a = a2 + 2H + 2b′ = a1 + 2b′ 以上各式中：
(4.1.5.5-6)
的尺寸；
a2、b2 ——垂直于板跨及顺板跨方向车轮着地尺寸； a1、b1 ——垂直于板跨及顺板跨方向车轮通过铺装层后分布于板顶
H——铺装层厚度；
t——板的厚度；
L——板的计算跨径，一般为两支承中心间的距离；但计算弯矩时，
(4.1.5.5-3)
a = a2 + 2H + t = a1 + t
(4.1.5.5-4)
对于弹性支承的行车宽度，支承处车轮分布宽 a 不小于 L/3。
3)车轮在板的支承附近距支撑 χ 时（见图 4.1.5.5.C）：
a = a1 + t + 2χ 但不大于跨中的分布宽度
(4.1.5.5-5)
4) 悬 臂 板 上 的 集 中 荷 载 在 垂 直 于 板 跨 方 向 的 分 布 宽 度 ， 按 下 式 计 算 （ 见 图
置的连接器，必须具有足够的强度和耐久性。要确保结合面以上的“混凝土桥 面板的抗渗、防裂、抗冲击能力；要确保结合部位的密封性能和耐久性能。 6 钢结构构件中不应有未焊合或未栓合的接触部分，应尽量避免采用易于积水的 闭口截面，并于凹槽、坑槽处设置有效的排水孔。 7 钢结构采用的焊条、螺栓、节点板等构件连接材料的耐久性能，不应低于构件 主体材料的耐久性能。 8 采用型钢组合杆件，其型钢间的空隙宽度应满足防护层施工和维修的要求。 9 简支组合桥梁的静活载挠度，宜不小于 1/900。 10 桥梁钢结构的板材尺寸：不应小于 10 ㎜，也不宜大于 32 ㎜。 11 钢箱梁壁板在跨中应设置通气孔。 12 钢结构钢材表面的除锈等级应符合现行国家标准《工业建筑防腐蚀设计规范》 GB50046 和《涂装前钢材表面锈蚀和除锈等级》GB8923 的规定。在设计文件中 应注明所要求的钢材除锈等级和涂料（或镀层）及涂（镀）层厚度。
钢-混凝土组合梁计算原理及截面设计
钢-混凝土组合梁计算原理及截面设计钢-混凝土组合梁计算原理及截面设计钢-混凝土组合梁是在钢结构和混凝土结构基础上发展起来的一种新型结构型式。
它主要通过在钢梁和混凝土翼缘板之间设置剪力连接件（栓钉、槽钢、弯筋等），抵抗两者在交界面处的掀起及相对滑移，使之成为一个整体而共同工作。
钢－混凝土组合梁同钢筋混凝土梁相比，可以减轻结构自重，减小地震作用，减小截面尺寸，增加有效使用空间，节省支模工序和模板，缩短施工周期，增加梁的延性等。
同钢梁相比，可以减小用钢量，增大刚度，增加稳定性和整体性，增强结构抗火性和耐久性等。
近年来，钢－混凝土组合梁在我国城市立交桥梁及建筑结构中已得到了越来越广泛的应用，并且正朝着大跨方向发展。
钢－混凝土组合梁在我国的应用实践表明，它兼有钢结构和混凝土结构的优点，具有显著的技术经济效益和社会效益，适合我国基本建设的国情，是未来结构体系的主要发展方向之一。
计算原理在钢－混凝土组合梁弹性分析中，采用以下假定：1、钢材与混凝土均为理想的弹性体。
2、钢筋混凝土翼缘板与钢梁之间有可靠的连接交互作用，相对滑移很小，可以忽略不计。
3、平截面假定依然成立。
4、不考虑混凝土翼缘板中的钢筋（该假设只在正弯矩承载力计算时成立，负弯矩承载力计算式需考虑钢筋作用[1]）。
钢－混凝土组合梁弹性分析采用换算截面法。
(a)表示换算前截面，(b)表示换算后截面。
换算截面法的基本原理是：混凝土翼缘板按照总力不变及应变相同条件，换算成弹性模量为Es、应力为бs的与钢等价的换算截面面积。
具体计算时，为了混凝土截面重心高度换算前后保持不变，换算时混凝土翼缘板厚度不变而仅将翼缘板有效翼缘宽度be除以α E（钢材弹性模量与混凝土弹性模量的比值。
求得等价的钢梁截面后，可以按照材料力学的方法来计算截面的抗弯承载力。
设换算后截面的惯性矩为 I换算，换算截面形心轴距离钢梁底部为y 换算，组合梁总高为y换算作用在截面上的弯矩为M，而组合梁挠度的计算，则按照换算截面惯性矩计算组合梁截面刚度后，再由结构力学的方法计算梁的挠度。
aisc asd规范钢-混凝土组合梁设计
aisc asd规范钢-混凝土组合梁设计
混凝土组合梁钢是一种在建筑工程中，利用混凝土与钢筋结合使用来构成设计的结构成分。
不同于传统的混凝土梁或钢筋混凝土梁，混凝土组合梁钢利用钢筋与混凝土机械接触，以满足建筑工程对结构特性的要求。
AISC ASD规范是一种关于混凝土组合梁钢设计的国际标准，它规定了许多设计原则和参数。
例如，AISC ASD规范要求钢筋和混凝土必须相互锚固，以确保钢筋的承载能力。
此外，该规范还规定在混凝土组合梁钢设计中，钢筋及其局部相连接的混凝土必须具有机械强度和抗弯刚度的特性，以确保结构的牢固性和安全性。
在设计混凝土组合梁钢之前，需要先考虑多种因素，包括建筑类型、构造形式、混凝土密度等因素。
其中，混凝土密度是混凝土组合梁钢设计中非常重要的一环，在设计之前必须根据建筑设计要求确定混凝土密度，以保证在构造上所需要的机械强度和抗弯刚度。
此外，混凝土组合梁钢设计还需考虑到混凝土组合梁的细节，及混凝土的粘结力、抗震性能及结构的比重等因素，以确保设计的质量及工程安全。
最后，混凝土组合梁钢设计中还需要考虑到经济性、可行性及结构舒适性等因素，以综合考虑设计的可行性与质量，以确保结构的可靠性和耐久性。
总的来说，AISC ASD规范为我们提供了一个设计混凝土组合梁钢的标准，为建筑工程中混凝土组合梁钢的设计提供了严格的标准。
在设计混凝土组合梁钢时，必须严格执行AISC ASD规范，综合考虑经济性、可行性及结构舒适性等因素，以确保结构的可靠性和耐久性。
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1.2 组合梁折算截面
计算理论：将混凝土部分折算成钢材，按 材料力学方法
钢混凝土组合梁设计
1.3 截面特性计算
钢混凝土组合梁设计
1.4 混凝土徐变的影响
荷载的标准组合 vs 准永久组合
活荷载的准永久值系数？
长期荷载作用下，混凝土的弹性模量折减
混凝土徐变，弹性模量降低
1.7.7 剪应力验算
剪应力验算
钢混凝土组合梁设计
1.8 施工阶段整体稳定验算
钢混凝土组合梁设计
1.9 设计实例
钢混凝土组合梁设计
（1）施工阶段设计
（1.1） 荷载计算 钢梁截面：上翼缘120x6；下翼缘150x8；腹板286x8 厚90；宽3000 施工荷载1kN/m2
钢混凝土组合梁设计
活荷载
使用荷载
3*3*1.4=12.6kn/m
总荷载：5.4+12.6=18.0kn/m 支撑的反力设计值
55.56kN
钢混凝土组合梁设计
（2.3） 内力
单跨：跨度7.0m 荷载：均布+集中 弯矩：
钢混凝土组合梁设计
应力计算
钢混凝土组合梁设计
（2.4） 长期荷载效应组合
混凝土翼板的等效宽度
剪应力
腹板上端与上翼缘相交处 中性轴处 腹板上端与上翼缘相交处
折算应力
腹板上端与上翼缘相交处 腹板上端与上翼缘相交处
钢混凝土组合梁设计
1.7.3 使用阶段设计
研究对象：
折算后的组合截面 截面中性轴位置变化
钢混凝土组合梁设计
1.7.4 使用阶段设计荷载
计算跨度和跨数：
支座之间的距离
钢混凝土组合梁设计
Is=174.7*90^3/12+174.7*90*44.5^2+ 120*6*3.5^2+ 8*286^3/12+8*286*149.5^2+ 150*8*296.5^2
=2.14e8
钢混凝土组合梁设计
（2.2） 短期荷载效应计算
恒荷载
楼面铺装，吊顶等
1.5*3*1.2=5.4kn/m
=1.83e8
钢混凝土组合梁设计
（2.5） 长期荷载效应计算
恒荷载
楼面铺装，吊顶等
第四讲 钢-混凝土组合梁截面设计
钢混凝土组合梁设计
主要内容
施工阶段 使用阶段
1. 按弹性理论设计 2. 按塑性理论设计
钢混凝土组合梁设计
1 按弹性理论确定钢-混凝土组合 梁截面承载力
基本假定 折算截面 截面特性 混凝土徐变影响 截面正应力 截面剪应力 设计实例
钢混凝土组合梁设计
钢混凝土组合梁设计
1.5 截面正应力
钢混凝土组合梁设计
1.6 截面剪应力
钢混凝土组合梁设计
1.7 两阶段应力叠加： 施工阶段与使用阶段
施工阶段：
研究对象为钢梁 简支梁或多跨连续梁，跨度为：
无支撑时取支座间距 有支撑时取支撑之间的距离
钢混凝土组合梁设计
1.7.1 施工阶段设计荷载
自重：
二期恒荷载：
装修，抹灰，吊顶，管道等恒载 有支撑时，去除支撑，反向施加支座反力
使用活荷载：
《建筑结构荷载规范》钢混凝土组 Nhomakorabea梁设计1.7.5 应力叠加
两阶段设计 钢梁：应力叠加 混凝土板：仅第二阶段应力 挠度：两阶段叠加
钢混凝土组合梁设计
1.7.6 正 应力验算
正应力验算
钢混凝土组合梁设计
Beq=0.5*1200/6.87=87.3
中性轴距梁底的距离
Ybs=(87.3*90*345+ 120*6*297+ 286*8*151+ 150*8*4)/( 87.3*90+120*6+286*8+150*8) =271.4
钢混凝土组合梁设计
Is=87.3*90^3/12+87.3*90*118.6^2+ 120*6*25.6^2+ 8*286^3/12+8*286*117.4^2+ 150*8*257.4^2
-19.45 27.78 0.00 7.32 13.70 9.73 0.00
钢混凝土组合梁设计
（2）使用阶段设计
钢混凝土组合梁设计
（2.1） 短期荷载效应组合
混凝土翼板的等效宽度
Beq=1200/6.87=174.7
中性轴距梁底的距离
Ybs=(174.7*90*345+ 120*6*297+ 286*8*151+ 150*8*4)/( 174.7*90+120*6+286*8+150*8) =300.5
0
0
0
L/2 10.89
4.17 -32.45 -31.28
0.00 24.66 26.22
剪应力计算
支座截面 L/4
-19.45
0
27.78
19.45
57.97
0.00
55.87
5.12
0.00
9.59
-44.03
6.81
-46.83
0.00
L/2 10.89 4.17 0.00 1.10 2.06 1.46 0.00
钢混凝土组合梁设计
借助Excell计算
弯矩 剪力 钢梁顶A 钢梁腹板上端B 钢梁中性轴处C 钢梁腹板下端D 钢梁底E
Is
ys
So
5.57E+07
-165.9 -159.9
0 126.06 134.06
正应力计算截面
支座截面 L/4
0
19.45
0
0
117316.8
0
219640.0
0
156072.0
1.1 按弹性理论设计的基本假定
截面的范围： 钢梁+有效宽度范围内的混凝土板，且假设应力在混凝 土板内均匀分布
钢和混凝土均为理想线弹性材料 忽略钢梁和混凝土翼缘板之间的滑移 符合平截面假定 有效宽度范围内的混凝土板按实际面积计算，不扣除受拉
开裂面积，忽略板托面积，对压型钢板-混凝土组合板， 板肋部分混凝土面积忽略 忽略混凝土板内的钢筋
（1.2） 内力计算
跨度3.5m 支座截面弯矩
1/8ql2
支座反力
3/8ql
钢混凝土组合梁设计
上翼缘
Aft=120x6=720
下翼缘
Afb=150x8=1200
腹板
Aw=286x8=2288
A=Aft+Afb+Aw=4208 Ybs=134.06;Yts=165.94 Is=55.68e4
钢梁：7850kg/m3 混凝土：2500kg/m3 压型钢板：根据型号查表
施工荷载：
不小于1.5kN/m2
钢混凝土组合梁设计
1.7.2 施工阶段设计
钢梁弯曲应力
上翼缘上表面 腹板上端与上翼缘相交处 下翼缘下表面 腹板下端与下翼缘相交处
钢混凝土组合梁设计
1.7.2 施工阶段设计