钢-混凝土组合梁计算原理及截面设计
钢与混凝土组合梁
件和施工费用。
（４）组合梁的挠度计算（主要是考虑滑移效应的
折减刚度的计算方法）。
11.2 一般规定
压型钢板上现浇混凝土翼板并通过抗剪连接件
与钢梁连接组合成整体后，钢梁与楼板成为共 同受力的组合梁结构。 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： 钢筋混凝土翼板、抗剪连接件、钢梁。
钢与混凝土组合梁
重庆大学土木工程学院 崔 佳
11.1 组合梁的应用和发展
组合梁的应用开始于本世纪（20世纪）20年
代 ，我国从50年代开始开展组合梁的研究和应用。
最初主要用于桥梁结构，自80年代以来，由于在多 层及高层建筑中更多地采用了钢结构，使得组合梁 在建筑结构领域也得到了长足的发展。 在设计方法方面，大约在60年代以前，组合梁
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
两种情况考虑。
（1）当塑性中和轴位于混凝土受压翼板内 ，即
Afbcehcfc时：
M bce xfc y
Af x bce f c
（2）当塑性中和轴位于钢梁截面内即Af > bcehcfc 时:
M bce hc f c y Ac f y1
梁或钢筋混凝土连续梁，其弯矩重分布的程度较高，
且在正常使用极限状态弯矩重分布就有很大发展。 因此，计算混凝土翼板中纵向钢筋时，应当考虑弯 矩重分布的影响。 由荷载效应标准组合计算的负弯矩区钢筋应力
可以按下式计算：
M k yr r I
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：
中假定钢梁与混凝土翼板有可靠连接，能保证钢筋
应力的充分发挥，忽略混凝土抗拉强度的贡献。
1 叠合梁模拟方法探讨-双单元VS施工联合截面
组合梁模拟方法探讨1问题描述：组合梁是一种较复杂的结构，截面通常由两种不同材料结合或不同工序结合而成的，亦称为联合梁。
目前，桥梁领域使用比较广泛的是钢—混凝土组合梁，其模拟方法基本有两种：①采用施工联合截面，②采用双单元。
对于相同的结构，分别采用上述两种方法，其结果是否一致？如果不相同，是什么原因造成的？2问题分析2.1 模型基本情况介绍主梁为钢—混凝土组合结构，截面由工字型钢梁和混凝土桥面板结合而成，联合截面尺寸数据详见图2-1。
钢材和混凝土材料分别为Q235和C60。
结构为15m+5m+12m三跨连续梁，双单元模型和联合截面模型详见图2-2和图2-3。
图2-1 联合截面图2-2 双单元模型图2-3 联合截面模型2.2 模型细节模拟说明2.2.1联合截面模型截面采用中上对齐，并且考虑剪切变形。
施工阶段为架设钢梁和铺设混凝土板，架设钢梁时考虑自重及混凝土板的湿重。
单个单元消隐图详见图2-4。
图2-4 单元消隐图（中上对齐）2.2.2 双单元模型工字钢和矩形混凝土板均采用中上对齐，并且考虑剪切变形，单元通过弹性连接刚性连接。
施工阶段同联合截面模型，边界约束在混凝土板节点上，单个单元消隐图详见图2-5。
图2-5 单元消隐图（中上对齐）2.3 结果对比2.3.1 架设钢梁（CS1）联合截面模型结果：图2-6 弯矩图（N.mm）图2-7 位移图（mm）图2-8 组合1应力图（MPa）双单元模型计算结果：图2-9 弯矩图（N.mm）图2-10 位移图（mm）图2-11 组合1应力图（MPa）表格结果对比（单位：N，mm）2.3.2 铺设混凝土板（CS2）联合截面Part2计算结果：图2-12 弯矩图（N.mm）图2-13 位移图（mm）图2-14 组合1应力图（MPa）双单元模型混凝土板计算结果：图2-15 弯矩图（N.mm）图2-16 位移图（mm）图2-17 组合1应力图（MPa）2.3.3 结果分析及问题通过上述对比，有如下现象：1 联合截面和双单元模型在CS1阶段，结果基本一致。
钢-混凝土组合结构设计理论及应用
钢-混凝土组合结构设计理论及应用摘要：本文对钢—混凝土组合结构及其设计基本要求进行阐述,从理论层面具体分析了钢-混凝土组合结构设计中特别需要注重的问题，并以某工程为例从节点设计角度探讨了钢-混凝土组合结构设计的应用。
关键词：钢-混凝土组合结构；设计；应用；节点设计Abstract: in this paper, the steel - concrete composite structure and elaborates the design basic requirements, specific analysis from theoretical aspects in the design of the steel - concrete composite structure special need to pay attention to the problem, taking a project as an example from the node design Angle discusses the application of steel - concrete composite structure design.Keywords: steel - concrete composite structure; Design; Applications; Node design一、钢-混凝土组合结构及其设计的基本要求 由两种或两种以上性质不同的材料组合成整体，共同受力、协调变形的结构，称其为组合结构。
钢-混凝土组合结构是在钢结构和钢筋混凝土结构基础上发展起来的一种新型结构，是专指型钢或用钢板焊接成的钢骨架，与混凝土形成一体的结构，是继传统的木结构、砌体结构、钢结构和钢筋混凝土结构之后的第5大结构体系。
这种组合结构体系，主要有压型钢板组合板、组合梁、型钢混凝土、钢管混凝土和外包钢混凝土等5种类型。
钢骨混凝土梁的力学性能及计算原理
钢骨混凝土梁的力学性能及计算原理（浙江东南建筑设计有限公司 310000）摘要：高层建筑越来越多，带转换层的建筑也比较普遍。
转换层的存在使竖向刚度发生突变导致力的传递发生改变，在转换层处受力变得复杂，在考虑地震情况下，更是复杂。
所以对转换层的研究是非常必要的。
关键词：钢骨；梁；计算原理1、钢骨混凝土梁的性能钢骨混凝土（src）构件和普通钢筋混凝土（rc）构件相比，其受力性能的差别主要表现如下：1、src构件的含钢量比rc构件的含钢量大得多，所以src构件比rc构件的刚度明显提高。
这为在风荷载和地震作用下控制结构的水平位移提供了有利的条件。
2、src构件的强度、刚度和延性较好，采用src结构不仅具有足够的抗震能力，而且可以使得梁、柱等构件截面大大减小，因此能减少构件的面积，降低建筑物高度，在改善房间功能、降低造价和能耗及结构抗震方面都极为有利，可获得较好的综合效益。
3、src构件的混凝土有利于提高型钢的整体稳定性，防止发生局部屈曲、弯曲失稳及梁发生侧向失稳的不利现象。
4、src构件的耗能性能好。
从试验中得到src柱滞回曲线饱满，所围的面积较大，这说明其耗能性能好。
2、钢骨混凝土梁计算的基本假定我国冶金部颁布的《钢骨混凝土结构设计规程》isl（ybgo82一97）中规定：型钢混凝土框架梁的正截面受弯承载力应按下列基本假定进行计算；（1）截面应变分布符合平截面假定；（2）不考虑混凝土的抗拉强度；（3）受压边缘混凝土极限压应变气取0.003，相应韵最大压应力取混凝土轴心抗压强度设计值关，受压区应力图形简化为等效的矩形应力图，其高度取按平截面假定所确定的中和轴高度乘以系数0.8，矩形应力图的应力取为混凝土轴心抗压强度设计值；（4）型钢腹板的应力图形为拉、压梯形应力图形。
设计计算时，简化为等效矩形应力图形；（5）钢筋应力取等于钢筋应变与其弹性模量的乘积，但不大于其强度设计值。
受拉钢筋和型钢受拉翼缘的极限拉应变气取0.01。
钢-混凝土组合梁结构计算
钢－混凝土组合梁结构计算书编制单位：计算：复核：审查：2009年3月目录1. 设计资料 (1)2. 计算方法 (2)2.1 规范标准 (2)2.2 换算原理 (2)2.3 计算方法 (3)3. 不设临时支撑_计算结果 (3)3.1 组合梁法向应力及剪应力结果 (4)3.2 施工阶段钢梁竖向挠度结果 (6)3.3 结论 (7)3.4 计算过程（附件） (7)4.设置临时支撑_有限元分析计算 (7)4.1 有限于建模 (7)4.2 施工及使用阶段结构内力 (9)4.2.1 施工阶段结构内力 (10)4.2.2 使用阶段结构内力 (11)4.3 组合梁截面应力 (13)4.3.1 截面应力汇总 (13)4.3.2 截面应力组合 (15)4.4 恒载作用竖向挠度 (16)4.4.1 施工阶段竖向挠度 (16)4.4.2 使用阶段恒载作用竖向挠度 (16)4.5 结论 (16)钢－混凝土组合梁结构计算1. 设计资料钢－混凝土组合梁桥，桥长40.84m ，桥面宽19.0m ；钢主梁高1.6m(梁端高0.7m)，桥面板厚0.35m ；钢材采用Q345D 级，桥面板采用C50混凝土；车辆荷载采用公路-I 级车道荷载计算。
图 1 横向布置(cm)图 2 桥梁立面 (cm)钢主梁沿纵向分3个制作段加工，节段长度为13.6+13.64+13.6m ，边段与中段主要结构尺寸（图 3）见下表，其余尺寸详见设计图纸图 3 钢梁标准构造(mm)2. 计算方法2.1 规范标准现行《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)第11章《钢与混凝土组合梁》针对不直接承受动力荷载的一般简支组合梁及连续组合梁而确定，对于直接承受动力荷载的组合梁，则应采用弹性分析法计算。
《铁路桥梁钢结构设计规范》(TB 10002.2-2005)第4.1.1条也规定：结构构件的内力应按弹性受力阶段确定。
尽管弹性分析法(容许应力法)不能充分组合梁的承载能力极限状态，但对于承受动力荷载的桥梁钢结构的强度计算是基本符合结构的实际受力状况的。
组合梁桥课程设计计算书
目录钢-混凝土连续梁桥设计计算书 (1)1 工程结构概况 (1)2 结构设计参数及设计原理 (1)3 截面特性计算 (2)3.1钢梁截面特性 (3)3.2混凝土截面特性 (3)3.3组合截面特性 (4)4 横向连接系的设计 (5)4.1横向联结系的设计 (5)4.2钢主梁腹板加劲肋的设计 (6)4.3主梁荷载的横向分布系数计算 (7)5 内力计算 (10)5.1恒载内力计算 (10)5.2活载内力的计算 (11)6 主梁作用效应组合与应力验算 (13)6.1应力验算 (13)6.2最不利荷载组合及应力组合 (18)6.3负弯矩区混凝土板的配筋计算 (20)6.4剪力连接件的计算 (21)6.5横隔梁的内力计算 (23)7 有限元软件分析计算 (26)7.1有限元建模与计算 (26)7.2结构内力计算结果 (27)7.3结构挠度计算结果 (29)钢-混凝土连续梁桥设计计算书1 工程结构概况本设计桥梁为某高速公路跨线桥，设计车道数为双向四车道，设计车速为120km/h ，设计荷载采用1.3倍公路-Ⅰ级荷载。
桥梁为跨径布置50m+80m+50m 的连续梁桥，桥宽为25.5m 。
通过综合分析比较各类桥型，本桥梁采用钢-混凝土组合梁桥结构形式对跨线桥进行初步设计，并进行结构设计验算。
本文先后分别进行截面设计，抗弯强度计算，以及抗剪强度设计。
本文设计过程先采用手工计算，再运用有限元软件进行复核。
2 结构设计参数及设计原理结构形式：采用连续有承托焊接工字型板梁方案，横桥向为等间距并排9个焊接工字梁，钢主梁的上翼缘顶部通过栓钉与现浇混凝土桥面板相连接，形成钢-混凝土组合结构共同承受外荷载作用。
桥梁沿桥跨方向，主跨等间距布置14道横隔梁，边跨布置9道横隔梁，以提高钢主梁的整体稳定性，保证各根主梁整体承载，三跨的横隔梁标准间距为6.00m ，结构立面如图2.1所示，桥梁桥跨方向的横断面如图2.2所示，结构钢主梁及横隔梁布置形式如图2.3所示。
钢-混凝土组合楼盖结构
第二节 压型钢板－混凝土组合板
1 组合板的构造要求
• 压型钢板：
• 组合板中采用的压型钢板净厚度不小于 0.75mm，最好控制在1.0mm以上； • 为便于浇筑混凝土，要求压型钢板平均槽宽不 小于50mm，当在槽内设置圆柱头焊钉时，压 型钢板总高度（包括压痕在内）不应超过 80mm； • 组合楼板中压型钢板外表面应有保护层以防御 施工和使用过程中大气的侵蚀 ；
30
第二节 压型钢板－混凝土组合板
2.2 承载力和变形计算
(1)施工阶段计算 2）压型钢板的弯曲变形 • 均布荷载简支板的挠度
5 ql f 384 Es I s
4 k 0
• 均布荷载双跨连续板的挠度 4 1 qk l0 f 185 Es I s
31
qk－单位宽度均布短期荷载值，取荷载标准值；
第二节 压型钢板－混凝土组合板
2.2 承载力和变形计算
(1)施工阶段计算 • 设计方法：弹性设计方法 • 计算跨度：一个全波宽度或单位宽度 • 计算内容：
– 正截面受弯承载力验算 – 压型钢板的弯曲变形
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第二节 压型钢板－混凝土组合板
2.2 承载力和变形计算
(1)施工阶段计算 1）正截面受弯承载力验算
M f syWs
M —— 弯矩设计值
f sy —— 压型钢板的强度设计值
Ws —— 压型钢板的截面抵抗矩
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第二节 压型钢板－混凝土组合板
2.2 承载力和变形计算
(1)施工阶段计算 2）压型钢板的弯曲变形
f flim
f —— 组合板的挠度
f lim —— 挠度限值，取l/200和20mm较小者
4
第一节 基本原理 柔性连接与刚性连接 • 根据剪切连接件抵抗纵向滑移的能力：
钢-混凝土组合梁.详解
29
§ 3.3 组合梁试验结果分析
3.3.1 组合梁正截面受力性能
由试验结果知；从加荷到破坏，组合梁 正截面经历弹性、弹塑性和塑性三个受力阶 段，见图3.3.1
塑性 弹塑性 A 弹性
B
30
31
简支组合梁破坏形态
32
连续组合梁破坏形态
33
3.3.1
1、弹性阶段
组合梁正截面受力性能
在荷载作用初期，组合梁整体工作性能良好，荷载－变形曲 线基本上呈线性增长，当荷载达极限荷载的50%左右时，钢梁的 下翼缘开始屈服，而钢梁其它部分还有还处于弹性工作状态 2、弹塑性阶段 加荷至混凝土翼缘板板底开裂后，钢梁的应变速率加快，组 合梁的变形增长速度大于荷载的增长速度，荷载－变形曲线开始 偏离原来的直线。当钢梁下翼缘达到曲服后，组合梁的挠度变形
y0
Ay A
i i
i
(3.4.3)
Ai ——第个单元的截面面积,对混凝土单元 需将其换算成钢材单元进行计算 ； yi ——第个单元重心轴距截面顶边得距离。
当考虑混凝土得徐变影响时,应将公式3.4.2 代入公式3.4.3进行计算,即可求得考虑混凝土徐 变影响的组合截面的重心轴距组合截面顶边的距 c y 离,并用 0 表示。
22
3.1.4
组合梁的施工方法
2. 施工阶段组合梁下设临时支撑
施工阶段在组合梁下设置临时支撑，临时支撑的数量根据组合梁的跨度大小
来确定，当跨度L大于7m时，支撑不应少于3个，当跨度L小于7m时，可设置 1~2个支撑。支撑设置的精确数量应根据施工阶段的变形来确定。这时，组合梁 不必进行施工阶段的计算，按使用阶段进行计算，全部荷载均由组合梁承受。设 置临时支撑可以减少组合梁在使用阶段的挠度，但需要较多的连接件来抵抗钢梁 与混凝土板之间的相对滑移。
钢管混凝土混合结构设计原理及其在桥梁工程中的应用
钢管混凝土混合结构设计原理及其在桥梁工程中的应用摘要：钢管混凝土是--种轻质.高强的组合材料。
近年来在桥梁工程中的应用已越来越多，是一种有效而经济的结构形式。
钢管混凝土不仅已广泛用于拱式桥梁，在其他桥粱及桥粱的其他部位都已有应用。
文章着重介绍了钢管混凝土在桥墩.连续刚构桥，斜拉桥和拱桥上的应用实例，并建议尽快完善桥梁设计规范中的相关内容，以促进钢管混凝土在桥梁工程中的应用与发展。
关键词：钢管混凝土；应用；实例；桥梁工程1前言钢管混凝土是在圆形钢管内填入混凝土形成的一种轻质，高强的组合材料，是套箍混凝土的一种特殊形式。
其基本原理是借助圆形钢管对核心混凝土的套箍约束，使核心混凝土处于三向受压状态，从而具有更高的抗压强度和压缩变形能力。
钢管混凝土除具有强度高、重量轻，延性好，耐疲劳耐冲击等优越的力学性能外，还具有省工省料﹑架设轻便﹑施工快捷等优越的施工性能。
大量试验表明，钢管混凝土的工作性能比较接近于钢，而塑性和韧性还胜于钢。
钢管混凝土在桥梁中的应用是一种最有效，最经济的结构形式，因为：1)钢管对核心混凝土的套箍作用能有效地克服高强混凝土的脆性；2)钢管内无钢筋骨架，便于浇注；3)钢管外无混凝土保护层，能充分发挥高强混凝土的承载力。
钢管混凝土在桥梁工程中的应用越来越多，现简介如下。
2应用实例2.1桥墩日本秋田新干线某高架桥长约1km，其中 150m长路段为软土地带，采用填充土与水泥混合物的钢管桩并采用钢管混凝土桥墩。
对高架桥桥墩采用填充混凝土的钢管，具有如下优点：1)施工快捷；2)承载力大，抗震安全系数高；3)结构柔细，与风景协调。
其设计方法是将钢管截面积转换成钢筋截面积，并将它当作钢筋混凝土构件来计算。
施工步骤为：1)在钢管桩顶部安装锚固架作为承台；2)使用25t吊机将钢管混凝土桥墩的钢管插人锚固架中；3)在墩身与钢管桩钢管接头处填充无收缩水泥浆，并将它们完全固定；4)浇注承台与地下梁的钢筋混凝土；5)在墩身钢管中填充混凝土。
第2章 钢筋混凝土结构的基本计算原理
2.2作用效应、结构抗力
2.2.2.3 材料强度标准值、设计值、材料分项系数
1、材料强度标准值 材料强度标准值是按标准试验方法测得的具有不小于95%保证率的材料强度值， 即 f k f m 1.645 实质：以确定值（标准值）表达不确定值，便于应用。
0.4 0.35 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0 22
11
2.2作用效应、结构抗力2.2.2
（1）荷载标准值
分为永久荷载标准值和可变荷载标准值。 荷载标准值应根据设计基准期内最大荷载概率分布的某一分位值确定。
设计基准期：是为统一确定荷载和材料的标准值而规定的年限。
我国荷载规范采用的设计基准期为50年。
f (Q)
95% 50％ 5%
图：2-1荷载的标准值QK
c 偶然荷载——设计基准期内不一定出现，一旦出现，其值很大且持续时间很短 的荷载。如爆炸力、撞击力等。
6
2.2作用效应、结构抗力2.2.2 2、按作用方向分类 a 竖向荷载——如自重、雪载、吊车竖向荷载等。 b 水平荷载——风荷载、吊车水平荷载。
3、按结构的动力效应分类
a 静荷载——对结构不产生动力效应，或小的可以忽略；如恒载、活载。 b 动荷载——对结构产生动力效应，且不可以忽略。 如吊车荷载、高层结构风荷载。
一、作用效应S是由各种结构上的作用引起的结构或构件的内力（轴向力、剪力、 弯矩、扭矩）和变形（如挠度、侧移、裂缝等）。
取值原则：根据荷载概率分布特征, 控制保证率。
荷载规范中给出4种代表值：标准值、组合值、频遇值、准永久值。 永久荷载代表值：应该用标准值作为代表值， 可变荷载代表值：应根据设计要求用标准值、组合值、频遇值、准
永久值作为代表值。
工字型钢—混凝土连续组合梁受弯性能分析及负弯矩区承载力计算教程
学校代码10530学号201013011631分类号TU398密级硕士学位论文工字型工字型钢钢－混凝土混凝土连续连续连续组合梁受弯组合梁受弯性能分析及性能分析及负弯矩区负弯矩区负弯矩区承载力计算承载力计算学位申请人彭刚指导教师刘忠教授学院名称土木工程与力学学院学科专业结构工程研究方向混凝土结构设计理论研究二〇一三年四月十八日Analysis on Flexural Behavior of Steel-Concrete Beams and Bearing Capacity Calculation in the negativemoment areaCandidate Peng GangSupervisor Professor Liu ZhongCollege College of Civil Engineering and MechanicsProgram Constructional EngineeringSpecialization Steel and Concrete Composite StructureDegree Master of EngineeringUniversity Xiangtan UniversityDate April,2013湘潭大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了本文特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在本文以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权湘潭大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
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。
钢筋混凝土结构设计原理T型截面梁算例
钢筋混凝土T形梁桥主梁设计资料⒈某公路钢筋混凝土简支梁桥主梁结构尺寸。
标准跨径：20.00m；计算跨径：19.50m；主梁全长：19.96m；梁的截面尺寸如下图（单位mm）：⒉计算内力⑴使用阶段的内力跨中截面计算弯矩(标准值)结构重力弯矩：M1/2恒＝759.45kN－m；＝697.28kN－汽车荷载弯矩：M1/2汽m(未计入冲击系数)；人群荷载弯矩：M1/2人＝55.30kN－m；1/4跨截面计算弯矩（设计值）M d,1/4＝1687kN－m；（已考虑荷载安全系数）支点截面弯矩M d0=0，支点截面计算剪力(标准值)结构重力剪力：V0恒＝139.75kN；汽车荷载剪力：V0汽＝142.80kN(未计入冲击系数)；＝11.33kN；人群荷载剪力：V0人跨中截面计算剪力（设计值）=84kN（已考虑荷载安全系数）；跨中设计剪力：V d，1/2主梁使用阶段处于一般大气条件的环境中。
结构安全等级为二级。
汽车冲击系数，汽车冲击系数1+μ＝1.292。
⑵施工阶段的内力简支梁在吊装时，其吊点设在距梁端a=400mm处，而梁自重在跨中截面的弯矩=505.69kN—m，吊点的剪力标准值V0=105.57kN。
标准值M k，1/2⒊材料主筋用HRB335级钢筋f sd＝280N/mm2；f sk＝335N/mm2；E s＝2.0×105N/mm2。
箍筋用R235级钢筋f sd＝195N/mm2；f sk＝235N/mm2；E s＝2.1×105N/mm2。
采用焊接平面钢筋骨架混凝土为30号f cd＝13.8N/mm2；f ck＝20.1N/mm2；f td＝1.39N/mm2；f tk＝2.01N/mm2；E c＝3.00×104N/mm2。
作用效应组合主梁正截面承载力计算主梁斜截面承载力计算全梁承载力校核施工阶段的应力验算使用阶段裂缝宽度和变形验算纵向构造钢筋、架立钢筋及骨架构造钢筋长度计算钢筋明细表及钢筋总表第1章 作用效应组合§1.1 承载力极限状态计算时作用效应组合 根据《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60—2004）4·1·6条规定：按承载力极限状态计算时采用的基本组合为永久作用的设计值效应与可变作用设计值效应相组合，其效应组合表达式为：)(211100∑∑==++=nj QjK Qj C K Q Q m i GiK Gi ud S S S S γψγγγγ跨中截面设计弯矩M d =γG M 恒+γq M 汽+γq M 人=1.2×759.45+1.4×1.292×697.28+1.4×55.30=2250.00kN －m 支点截面设计剪力V d =γG V 恒+γG1V 汽+γG2V 人=1.2×142.80+1.4×1.292×139.75+1.4×11.33=440.00kN §1.2 正常使用极限状态设计时作用效应组合 根据《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60—2004）4·1·7条规定：公路桥涵结 构按正常使用极限状态设计时，应根据不同的设计要求，分别采用不同效应组合 ⑴作用效应短期组合作用效应短期组合为永久作用标准值效应与可变作用频遇值效应相组合，其效应 组合表达式为：∑∑==+=nj Qjk j mi Gik sd S S S 111ψM sd =M gk +ψ11M 11+ψ12M 12=759.45+0.7×697.28+1.0×55.30=1302.85kN －m ⑵作用长期效应组合作用长期效应组合为永久作用标准值效应与可变作用准永久值效应相组合，其效应组合表达式为：∑∑==+=nj Qjk j mi Gik ld S S S 1211ψM ld =M gk +ψ21M 11+ψ22M 12=759.45+0.4×697.28+0.4×55.30=1060.48kN －m第2章 主梁正截面承载力计算§2.1 配筋计算⑴翼缘板的计算宽度b ′f根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62—2004）第4·2·2条规定：T 形截面受弯构件位于受压区的翼缘计算宽度，应按下列三者中最小值取用。
钢-混凝土组合梁结构计算
钢－混凝土组合梁结构计算书编制单位：计算：复核：审查：2009年3月目录1. 设计资料 (1)2. 计算方法 (2)2.1 规范标准 (2)2.2 换算原理 (2)2.3 计算方法 (3)3. 不设临时支撑_计算结果 (3)3.1 组合梁法向应力及剪应力结果 (4)3.2 施工阶段钢梁竖向挠度结果 (6)3.3 结论 (7)3.4 计算过程（附件） (7)4.设置临时支撑_有限元分析计算 (7)4.1 有限于建模 (7)4.2 施工及使用阶段结构内力 (9)4.2.1 施工阶段结构内力 (10)4.2.2 使用阶段结构内力 (11)4.3 组合梁截面应力 (13)4.3.1 截面应力汇总 (13)4.3.2 截面应力组合 (15)4.4 恒载作用竖向挠度 (16)4.4.1 施工阶段竖向挠度 (16)4.4.2 使用阶段恒载作用竖向挠度 (16)4.5 结论 (16)钢－混凝土组合梁结构计算1. 设计资料钢－混凝土组合梁桥，桥长40.84m ，桥面宽19.0m ；钢主梁高1.6m(梁端高0.7m)，桥面板厚0.35m ；钢材采用Q345D 级，桥面板采用C50混凝土；车辆荷载采用公路-I 级车道荷载计算。
图 1 横向布置(cm)图 2 桥梁立面 (cm)钢主梁沿纵向分3个制作段加工，节段长度为13.6+13.64+13.6m ，边段与中段主要结构尺寸（图 3）见下表，其余尺寸详见设计图纸图 3 钢梁标准构造 (mm)2. 计算方法2.1 规范标准现行《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)第11章《钢与混凝土组合梁》针对不直接承受动力荷载的一般简支组合梁及连续组合梁而确定，对于直接承受动力荷载的组合梁，则应采用弹性分析法计算。
《铁路桥梁钢结构设计规范》(TB 10002.2-2005)第4.1.1条也规定：结构构件的内力应按弹性受力阶段确定。
尽管弹性分析法(容许应力法)不能充分组合梁的承载能力极限状态，但对于承受动力荷载的桥梁钢结构的强度计算是基本符合结构的实际受力状况的。
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。
《钢-混凝土组合结构》设计与施工讲义215页PPT_ppt
时组合梁的工作已进入
塑性工作阶段。
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1 组合梁正截面受力性能
图3 组合梁截面实测应变图
36
2 组合梁交接面的滑移特征
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2 组合梁交接面的滑移特征
2、影响组合梁交接面上滑移的因素 （ 1 ）由图4 可以看出，在荷载作用初期，荷载－ 滑移曲线明显呈线性关系，当荷载达到极限荷载的 70%时，滑移增长速度明显大于荷载的增长速度。 （2）连接件的刚度对滑移分布有着重要的影响。 （3）混凝土的强度对组合梁交接面上滑移有一定 的影响。
2.3 主、次梁的连接
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§ 3 组合梁试验结果分析
1 组合梁正截面受力性能 由试验结果知；从加荷到破坏，组合梁 正截面经历弹性、弹塑性和塑性三个受力阶 段，见图1
塑性 弹塑性 A 弹性
B
30
31
简支组合梁破坏形态
32
连续组合梁破坏形态
33
1
1、弹性阶段
组合梁正截面受力性能
在荷载作用初期，组合梁整体工作性能良好，荷载－变形曲 线基本上呈线性增长，当荷载达极限荷载的50%左右时，钢梁的 下翼缘开始屈服，而钢梁其它部分还有还处于弹性工作状态
从而使这两种不同性能的材料得到合理的利用。
7
1.1 钢-混凝土组合梁的组成
钢与混凝土组合梁截面由钢梁、翼板 ( 或加 板托）和抗剪连接件等组成，见图1.1。
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1、翼缘板
（1）现浇钢筋混凝土翼缘板，见图1.2
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（2）预制钢筋混凝土翼缘板，见图1.3
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（3）压型钢板翼缘板（见图1.4）
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3、混凝土板的有效宽度
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钢混组合梁计算内容
钢混组合梁计算内容一、截面特性在进行钢混组合梁的计算时，首先需要了解和掌握梁的截面特性，包括截面尺寸、截面惯性矩、截面抵抗矩等。
这些特性决定了梁的刚度和承载能力，是进行后续计算的基础。
二、承载能力承载能力计算是钢混组合梁计算中的重要部分，主要涉及强度和稳定性两个方面。
强度计算需要考虑梁的正应力和剪应力，以确定梁在各种载荷下的安全工作范围。
稳定性计算则关注梁在受压或受弯作用下的失稳极限承载力。
三、稳定性钢混组合梁的稳定性分析包括整体稳定性和局部稳定性。
整体稳定性主要考虑梁的整体弯曲和侧向位移，而局部稳定性关注的是组成梁的各个部件在受压或受弯作用下的稳定性。
四、强度验算强度验算是对钢混组合梁的承载能力的直接检验。
验算过程中需要考虑材料的物理特性、载荷的类型和大小、以及可能的极限状态，如屈服、断裂等。
通过强度验算，可以确定梁在不同载荷下的安全工作应力。
五、刚度验算刚度验算主要关注的是梁在载荷作用下的变形量。
过大的变形可能导致结构失稳或使用功能的丧失。
刚度验算的目标是确定梁在正常使用状态下的允许变形量，以确保结构的安全性和功能性。
六、连接节点钢混组合梁中节点的设计也是计算的重要部分。
节点的设计必须考虑其承载能力、刚度和稳定性，同时还需要考虑施工的可操作性以及结构的防腐和防火性能。
节点的设计直接关系到整体结构的安全性、稳定性和持久性。
七、疲劳强度由于钢混组合梁可能承受周期性变化的载荷，因此需要进行疲劳强度的计算。
疲劳强度计算需要了解载荷的类型、大小、频率以及可能的循环次数，以便评估结构在长期使用过程中的安全性和耐久性。
八、防腐与防火钢混组合梁还需要考虑防腐和防火性能。
由于钢材容易受到腐蚀，因此需要进行有效的防腐处理，如涂装防腐涂料或采用耐腐蚀的合金钢。
同时，还需要考虑结构的防火性能，通过使用耐火材料或进行防火处理来降低火灾对结构安全性的影响。
在防腐与防火设计中，还需考虑材料的物理和化学特性以及环境因素等综合因素，以选择最适合的防腐与防火方案。
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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。
截面设计
根据《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025－86），对钢－混凝土组合梁进行了设计。
如图4所示，为该工程选用的组合梁截面图。
钢梁选为Q345B钢，混凝土翼缘板用 C40混凝土，剪力连接件采用[10槽钢。
组合梁总高为1650mm，高跨比约为31.5。
组合梁截面换算惯性矩为8.576×1010mm^4，而纯钢梁的截面惯性矩只有5.228×10 10mm^4，组合梁截面惯性矩是纯钢梁的1.64倍，大大提高了组合梁的刚度，减小了组合梁在荷载作用下的挠度。