组合梁设计
钢混凝土组合梁设计ppt课件.ppt
腹板上端与上翼缘相交处 腹板上端与上翼缘相交处
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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
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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
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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
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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
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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。
简述组合梁截面的设计过程
组合梁截面的设计过程引言组合梁是采用不同材料组合而成的梁，由于不同材料的优势互补，可以在很大程度上提高梁的承载能力和刚度。
设计组合梁的截面需要考虑许多因素，包括材料的强度、形状和连接方式等。
本文将详细介绍组合梁截面的设计过程。
材料选择选择合适的材料是组合梁设计的首要任务。
常见的组合梁材料包括钢筋混凝土、钢梁和木材等。
选材时应根据梁的工作条件、跨度和荷载等因素进行综合考虑。
在选择材料时，一般应优先考虑材料的强度、刚度和稳定性等因素。
梁截面形状设计梁截面的形状设计是组合梁设计的关键环节。
截面形状直接影响梁的承载能力和刚度。
常见的组合梁截面形状有矩形、T形、I形和工字形等。
在进行截面形状设计时，需要考虑梁的跨度、弯矩分布和荷载类型等因素。
一般情况下，矩形或T形截面适用于短跨度梁，而I形或工字形截面适用于大跨度梁。
矩形截面设计矩形截面是一种常见的组合梁截面形式。
矩形截面的设计主要包括确定截面的高度和宽度两个参数。
为了提高梁的承载能力和刚度，一般应选择较大的截面高度和宽度。
在确定矩形截面高度时，还需考虑截面的受弯和剪切性能。
通过对矩形截面的计算和分析，可以得到满足设计要求的矩形截面尺寸。
T形截面设计T形截面是一种常用于组合梁设计的截面形式。
T形截面的设计主要包括确定翼缘板和腹板的尺寸。
翼缘板的计算一般以受弯和剪切性能为限制条件，需要考虑截面的受弯刚度和抗剪能力。
腹板的计算一般以受弯性能为限制条件，需要考虑截面的抗弯刚度和承载能力。
通过对T形截面的计算和分析，可以得到满足设计要求的T 形截面尺寸。
I形截面设计I形截面是一种常见的组合梁截面形式。
I形截面的设计主要包括确定上下翼缘板和腹板的尺寸。
翼缘板的计算一般以受弯和剪切性能为限制条件，需要考虑截面的受弯刚度和抗剪能力。
腹板的计算一般以受弯性能为限制条件，需要考虑截面的抗弯刚度和承载能力。
通过对I形截面的计算和分析，可以得到满足设计要求的I形截面尺寸。
工字形截面设计工字形截面是一种常用于组合梁设计的截面形式。
组合梁纵向剪力设计值
组合梁的纵向剪力设计值可以根据不同的梁高和剪跨比进行计算。
在计算过程中，需要考虑梁的剪切强度和剪切刚度等因素。
以下是一个简化的计算步骤：
1.确定梁的剪跨比：剪跨比是梁的剪力作用线与梁截面重心轴之间的距离与梁截面高度的比值。
一般情况下，当剪跨比大于3时，梁的剪切强度和刚度可以忽略不计；
当剪跨比在1到3之间时，需要考虑梁的剪切强度和刚度；当剪跨比小于1时，梁的剪切强度和刚度对设计值的影响较大，需要进行特殊处理。
2.确定梁的剪切强度：根据试验数据和经验公式，可以确定梁在不同剪跨比下的剪切强度。
对于一般混凝土梁，其剪切强度约为抗压强度的1/5到1/8。
3.计算梁的剪切刚度：剪切刚度是梁的抗剪刚度，可以通过计算梁的剪切模量和剪切中心距离来确定。
4.计算纵向剪力设计值：根据梁的剪切强度和刚度，以及作用在梁上的其他荷载，可以计算出梁的纵向剪力设计值。
需要注意的是，以上计算方法是一种简化的方法，实际设计时需要根据具体情况进行修正和调整。
同时，还需要考虑梁的其他因素，如弯曲、扭转变形等对设计值的影响。
组合梁设计注意哪些问题
组合梁设计注意哪些问题一、引言组合梁是指由不同材料组成的梁，通常由钢材与混凝土组合而成。
相比传统的钢梁或混凝土梁，组合梁结合了两种材料的优点，具有更好的承载能力和抗震性能。
在进行组合梁设计时，需要考虑多种问题，以确保设计的安全性和可靠性。
二、组合梁设计问题1. 材料选择在组合梁的设计中，首先需要选择合适的材料，包括钢材和混凝土。
钢材具有良好的抗拉强度和刚性，而混凝土具有较好的抗压强度。
通过选择合适的材料，并根据梁的工作条件和要求，确定钢材和混凝土的用量比例，可以充分发挥两种材料的优点，提高组合梁的整体性能。
2. 断面选择在组合梁的设计过程中，合理选择断面形状是非常重要的。
对于大跨度或受力较大的梁，通常会选择混凝土底板上设置钢梁的T形截面或箱形截面。
这种形状能够充分利用钢材的高强度和刚性，提高梁的承载能力。
3. 梁端连接梁端连接是组合梁设计中需要特别注意的问题。
在设计过程中，需要考虑梁端与支座之间的传力和连接方式。
通常情况下，可以采用焊接、螺栓连接或混凝土埋筋等方式来实现梁端与支座之间的连接。
4. 荷载计算在组合梁设计中，荷载计算是必不可少的一步。
需要考虑到静荷载、动荷载和温度荷载等各种力的作用。
通过合理的荷载计算，可以确定组合梁的受力性能和应力分布，从而为其它设计步骤提供依据。
5. 抗震设计抗震设计是组合梁设计中非常重要的一环。
由于组合梁具有较好的刚性和承载能力，通常可以采用强柱弱梁的原则进行抗震设计。
在设计过程中，需要合理选择合适的抗震构造，增加结构的韧性和抗震性能。
6. 构造连接构造连接是组合梁设计中需要关注的问题之一。
在组合梁的连接节点处，需要考虑到构造的刚性和稳定性。
通常情况下，可以采用焊接、螺栓连接或者连接板等方式来实现构造的连接。
7. 设计验算最后，在组合梁设计完成后，需要进行设计验算，以确保设计的安全性。
设计验算包括强度验算、刚度验算和稳定性验算等内容。
通过验算，可以评估设计的合理性，并进行必要的修正和调整。
《钢结构》之型钢梁与组合梁的设计
《钢结构》网上辅导材料六型钢梁和组合梁的设计一、考虑腹板屈曲后强度的组合梁设计腹板受压屈曲和受剪屈曲后都存在继续承载的能力，称为屈曲后强度。
承受静力荷载和间接承受动力荷载的组合梁，宜考虑腹板屈曲后强度，则腹板高厚比达到250时也不必设置纵向加劲肋。
1． 受剪腹板的极限承载力腹板极限剪力设计值 V u 应按下列公式计算：当8.0s ≤λ时 v w w u f t h V = （1a ）当2.18.0s ≤<λ时 [])8.0(5.01v w w u--=s f t h V λ （1b ） 当2.1s >λ时 2.1v w w u /s f t h V λ= （1c ）式中 λs ──用于腹板受剪计算时的通用高厚比。
2．受弯腹板的极限承载力腹板高厚比较大而不设纵向加劲肋时，在弯矩作用下腹板的受压区可能屈曲。
屈曲后的弯矩还可继续增大，但受压区的应力分布不再是线性的，其边缘应力达到y f 时即认为达到承载力的极限。
图1 受弯矩时腹板的有效宽度 假定腹板受压区有效高度为ρh c ，等分在h c 的两端，中部则扣去（1-ρ）h c 的高度，梁的中和轴也有下降。
为计算简便，假定腹板受拉区与受压区同样扣去此高度，这样中和轴可不变动。
梁截面惯性矩为（忽略孔洞绕本身轴惯性矩）w c x c w c x xe t h I h t h I I 32)1(21)2()1(2ρρ--=--= （2） 梁截面模量折减系数为 xw c x xe x xe e I t h I I W W 2)1(13ρα--=== （3） 腹板受压区有效高度系数ρ按下列原则确定：当85.0≤b λ时 ρ=1.0（4a ） 当25.185.0≤<b λ时 )85.0(82.01--=b λρ（4b ） 当25.1>b λ时 b b λλρ/)/2.01(-= （4c ）梁的抗弯承载力设计值为f W M x e x eu αγ= （5）以上式中的梁截面模量W x 和截面惯性矩I x 以及腹板受压区高度均按截面全部有效计算。
组合梁设计-PPT文档资料
梁端部的高度应满足抗剪强度的要求不小于跨中高度的二分之一
第七节 组合梁设计
四、翼缘焊缝的计算：
VS VS 1 1 水平剪力 V t t h 1 w w 沿梁单位长度的剪力为： I t I xw x
F F 竖向剪力 V t t v cw w t l l w z z
[例2]
解：一、截面选择 次梁传来的集中荷载设计值： Ｆ＝(2×30+1.2×0.587)5=303.5kN 最大剪设计值(不包括主梁自重): Vmax=1/2×5×303.5=760kN
2 2 c 2 c 1
第七节 组合梁设计
二、 截面验算 ５、梁的整体稳定验算 在最大刚度主平面内弯曲的构件 在两个主平面内弯曲作用下的 工字形截面构件： ６、刚度验算： υ ≤[υ]
Mx f bW x
M M x Y f W y * W b* x y
７、承受动力荷载作用的梁，必要时应进行疲劳验算。 经过强度、刚度和整体稳定的验算，如初选截面有不满 足要求之处时，则应适当修改截面重新验算。
1 F 2 VS 1 2 h ( ) ( ) f w 1 . 4 ff I fl z x
第七节 组合梁设计 试设计主梁。跨12m，永久荷 载与可变荷载 之和为 30KN/m2 ( 设计 值 ) ，其上放置 5 根次梁。采用焊接工 字形截面组合梁，改变翼缘宽度一次。 钢材Ｑ235，E43系列焊条。
根据以上三个条件，实际所取用的梁高h一般应满足：
hmin≤h≤hmax h≈he
第七节 组合梁设计
2、腹板尺寸 （1）腹板的高度ｈw （２）腹板的厚度tw 可取稍小于梁高h的数值，并考虑钢 板 的规格尺寸，将腹板高度hw取为 50ｍｍ的倍数。
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。
组合梁设计
2 2
1 f 1.1 215 236.5 N / mm 2 (满 足)
抗剪强度:
S S1 Sw 2286 62.5 1 31.25 4240 cm3
VmaxS 774.5 103 4240103 2 2 72 . 5 N / mm f 125 N / mm (满足) v 4 I1tw 453000 10 10
2 5
he 73 W x 300 73 12700000 300 1333 mm
取腹板高度1250mm，梁高约为1290mm。
腹板厚度：
Vmax 76010 t w 1.2 1.2 5.9mm; hw f v 1250125
3
hw 1250 tw 10.2m m 3.5 3.5 取t w 10mm
＝Ｈ－ｈo
）
第七节 组合梁设计
（２）梁的容许最小高度ｈmin 一般是由刚度要求决定的。 根据不同的容许挠度可以计算出梁的容许最小高度ｈmin，
max
5qk l 3 5l ql 2 l 384EI 1.3 48EI 8 5Ml 5l 1.3 24Eh l 1.3 48EW h 2 5l l l l hmin 1.3 24E 1285000
[例2]
解：一、截面选择 次梁传来的集中荷载设计值： Ｆ＝(2×30+1.2×0.587)5=303.5kN 最大剪设计值(不包括主梁自重): Vmax=1/2×5×303.5=760kN
最大弯矩设计值(不包括主梁自重): Mmax=1/2×5×303.5 ×6 - 303.5 ×(4+2)=2730kN.m 需要的截面抵抗矩(按翼缘宽度20mm取f=215kN/mm2)
公路钢结构桥梁设计规范JTGD642024组合梁
公路钢结构桥梁设计规范JTGD642024组合梁JTGD64-2024《公路钢结构桥梁设计规范》是中国公路行业针对钢结构桥梁的设计规范，该规范在2024年11月发布，主要包括桥梁设计的相关技术规定和要求。
在设计公路钢结构桥梁时，使用JTGD64-2024规范能够确保工程质量和安全性。
JTGD64-2024规范中的主要内容包括：桥梁总体要求、材料要求、受力分析与设计、墩台设计、联络线与引线设计、隧道、涵洞与特殊结构设计等。
其中，组合梁是常用的桥梁结构形式之一，本文将对组合梁设计的相关规定进行探讨。
JTGD64-2024规范对组合梁的设计提出了一系列要求和技术规定。
首先，规范要求在组合梁设计中应根据实际情况选择合适的组合形式，包括板梁-混凝土、箱梁-混凝土、T梁-混凝土等。
在选择组合形式时，应综合考虑结构安全性、经济性和施工性。
其次，规范对组合梁的受力分析提出了具体要求。
规范要求在进行动力分析时，应考虑组合梁与桥面铺装层之间的相互作用，确保整个组合梁体系的受力平衡。
同时，规范还对与桥面铺装层之间的粘结和抗滑要求进行了详细说明，确保组合梁与桥面铺装层之间的质量和可靠性。
再次，规范对组合梁的构造形式和设计细节提出了要求。
规范要求设计师应根据工程实际情况，在组合梁的横截面、构造节点等处采取合适的构造形式和设计措施，保证组合梁的整体强度和稳定性。
同时，规范还对组合梁的板梁与箱梁的相互作用、混凝土与钢结构的连接等进行了详细规定，确保组合梁的设计与施工质量。
最后，规范还对组合梁的防腐和防水措施进行了要求。
由于组合梁常常受到潮湿环境和化学腐蚀的影响，规范要求应采取合适的防腐措施和防水措施，确保组合梁的耐久性和使用寿命。
总之，JTGD64-2024《公路钢结构桥梁设计规范》中对组合梁的设计进行了具体规定，包括组合形式的选择、受力分析与设计、构造形式和设计细节、防腐和防水措施等。
设计人员在使用该规范进行组合梁设计时，应严格遵守规范的要求，确保设计的质量和安全性。
钢 混凝土组合梁设计原理
钢混凝土组合梁设计原理
钢混凝土组合梁设计原理是将钢材和混凝土材料结合起来，充分发挥各自的优势，共同承担梁的荷载。
其设计原理可分为以下几个方面：
1. 强度计算原理：在组合梁的设计中，通过分别计算钢材和混凝土材料的强度，根据双材料的受力情况来确定梁的截面尺寸和混凝土与钢材的配筋。
2. 受力机理：钢材主要承担梁的拉应力，而混凝土主要承担梁的压应力，两者在受力过程中形成合力，共同抵抗外部荷载。
3. 配筋原则：混凝土与钢材配筋需要根据构件所承受的荷载和受力状况合理确定。
通常混凝土梁主要采用正截面配筋，而钢材则采用箍筋和纵向钢筋。
4. 构造设计原则：钢混凝土组合梁的构造设计需要考虑到两种材料之间的协同工作情况，确保钢材与混凝土之间的连接紧密可靠，以充分发挥组合梁的受力性能。
5. 经济性原则：在钢混凝土组合梁的设计中，需要充分考虑材料的成本和工程整体造价，以及梁的性能要求，达到最经济合理的设计。
通过以上设计原理的综合考虑，可以实现钢混凝土组合梁的设计，使其具有较好的强度和刚度，满足工程的使用要求。
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。
简述组合梁截面的设计过程
简述组合梁截面的设计过程一、组合梁的定义和优点组合梁是由钢材和混凝土组成的复合材料，具有钢材的高强度和刚性以及混凝土的耐久性和耐腐蚀性。
组合梁在工程中广泛应用，主要用于大跨度结构、高层建筑和桥梁等领域。
其优点包括：1.强度高，承载能力大；2.刚度好，变形小；3.施工方便，速度快；4.经济实用。
二、组合梁截面设计的基本原则1. 满足强度要求：根据荷载计算结果确定截面尺寸和钢材与混凝土配筋；2. 满足刚度要求：保证结构不会出现过大的变形；3. 满足稳定要求：保证结构在受到荷载作用时不会失稳；4. 考虑施工方便性：尽量简化截面形状，减少焊接数量。
三、截面设计的具体步骤1. 根据荷载计算结果确定截面尺寸：根据建筑物或桥梁等工程所受荷载的大小和方向，采用相应的计算方法计算出截面所需的强度和刚度。
然后根据这些参数确定截面的尺寸。
2. 确定钢材与混凝土配筋：根据截面尺寸，计算出所需的钢材和混凝土配筋，并根据实际情况进行调整。
3. 设计焊接节点：确定焊接节点位置和类型，并进行设计。
焊接节点应该满足强度、刚度、稳定性等要求。
4. 进行梁底板设计：梁底板是组合梁中起到连接作用的部分，需要进行特殊设计，保证其强度和稳定性。
四、常见的组合梁截面形式1. 矩形截面：由一块钢板和一层混凝土构成，主要用于大跨度结构；2. T型截面：由一块钢板、一层混凝土以及两个竖向腹板构成，主要用于桥梁；3. 工字型截面：由两块钢板、若干层混凝土以及若干个腹肋构成，主要用于高层建筑。
五、组合梁截面设计的注意事项1. 在确定截面尺寸时，应考虑混凝土的强度等级、钢材强度等级、配筋率等因素；2. 在进行焊接节点设计时，应根据实际情况进行调整，以保证焊接质量；3. 在进行梁底板设计时，应注意其与主梁之间的连接方式和位置。
六、结语组合梁是一种优秀的结构体系，其截面设计是保证其强度和稳定性的关键。
在进行组合梁截面设计时，需要遵循基本原则，并根据实际情况进行调整。
组合梁的塑性设计方法
组合梁的塑性设计方法概述钢结构规范GBJ17-88规定，不直接承受动力荷载的组合梁可按塑性设计方法计算使用阶段强度，但其挠度应按弹性方法计算，即： 444012555k k k q l q l q l ++1p e c ccm c ccm M b xf y ≤式中 x 为混凝土受压区高度：1p c c ccmAf x h b f =（≤） M 为全部荷载引起的弯矩设计值；钢梁的截面面积；y 为钢梁截面形心与混凝土受压区截面形心间的距离；f p 为塑性设计时采用的钢材抗拉、抗压和抗弯强度设计值，按弹性设计时的设计值f (表3－3)乘以折减系数0.9。
(2) 塑性中和轴在钢梁截面内，即1p e c ccm Af b h f ＞(图1b)时：112e c ccm c p M b h f y A f y +≤式中 A c ——钢梁受压区截面面积，按截面中力的平衡求得如下：A c =0.5(Af p －bh c 1f ccm )/f py 1——钢梁受拉区截面形心至翼板截面形心的距离；y 2——钢梁受拉区截面形心至钢梁受压区截面形心间的距离。
组合梁截面上的全部剪力假定仅由钢梁腹板承受且为均匀剪应力，计算公式为： V ≤h w t w f vp式中h w 、t w 为腹板的高度和厚度；f vp 为塑性设计时采用的钢材抗剪强度设计值，按弹性设计时的抗剪强度设计值f v （表1）乘以折减系数0.9。
按塑性设计时，按局部稳定和受力构造要求应使钢腹板高厚比h 0/t w （或有纵向加劲肋时上下区格的h 1/t w 和h 2/t w ）≤表1 钢材的强度设计值（N/mm 2） 钢材 钢号 厚度或直径（mm ）抗拉、抗压和抗弯f 抗剪f v 端面承压 （刨平顶紧）f ce ≤16 215 125 320＞16~40 200 115 320Q235 ＞40~60 190 110 320≤16 315 185 445 ＞16~25 300 175 425 16Mn 钢、 16Mnq 钢 ＞25~36 290 170 410≤16 350 205 450 ＞16~25 335 195 435 15MnV 钢、 15MnVq 钢 ＞25~36 320 185 415。
组合梁设计注意哪些问题
组合梁设计注意哪些问题组合梁是由混凝土和钢材组合而成的结构体系，具有较好的承载能力和经济性，因此在工程中得到了广泛的应用。
然而，在进行组合梁的设计时，需要注意以下几个方面的问题。
首先，应该充分考虑混凝土和钢材之间的协同作用。
混凝土是一种具有一定抗拉强度的材料，但其抗拉能力相对较弱，而钢材则具有很好的抗拉强度。
因此，混凝土和钢材的组合可以充分利用各自的优势，实现更高效的承载能力。
在设计组合梁时，应该合理安排混凝土和钢材的位置和数量，以保证两者能够发挥最大的协同作用。
其次，应该考虑组合梁的力学性能。
组合梁一般需要承受各种不同类型的载荷，如点荷、均布荷和弯矩等，因此需要进行严谨的力学计算和强度校核。
在这个过程中，需要准确分析组合梁的应力、应变和变形等特性，以便选择合适的材料和结构参数，并确保组合梁在工作状态下不会出现过度弯曲、开裂等问题。
此外，还应该考虑组合梁的防水、防腐蚀和防火性能。
混凝土和钢材一般具有较高的耐久性和抗腐蚀性，但在环境潮湿或受到化学腐蚀等情况下，仍会出现损坏和变形等问题。
因此，在设计组合梁时，需要根据实际情况进行防水、防腐蚀和防火处理，以延长组合梁的使用寿命和安全性。
最后，应该着重考虑组合梁的施工过程。
组合梁的施工过程中，需要合理安排施工顺序和施工程序，并注意各种安全问题，以避免发生施工事故。
此外，在组合梁施工结束后，还需要进行严格的检查和验收，以确保组合梁的质量和性能达到设计标准和工程要求。
总之，组合梁的设计需要考虑多个方面的问题，包括混凝土和钢材的协同作用、力学性能、防水、防腐蚀和防火性能，以及施工过程等。
只有在全面考虑这些因素的基础上，才能设计出高质量的组合梁，为工程质量和安全提供可靠的保障。
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栓钉连接件的承压应力在底部最大，沿高度逐渐减小，当接近顶部时承 压应力开始反向。前方根部混凝土的局部受压破碎或劈裂。
栓钉连接件破坏：以混凝土板劈裂最为常见，混凝土板中在连接 件受力方向形成宏观纵向裂缝，在垂直方向形成宏观横向裂缝。此类 破坏时连接件的承载力取决于混凝土的强度等级及品种。
槽钢连接件
（3）弯筋连接件 弯筋连接件一般采用直径不小于12mm的HPB235级钢筋，弯起角度宜
为45°，弯折方向应与板中纵向水平剪应力的方向一致，并成对设置。沿 梁轴线方向的间距不小于0.7hc1，（hc1为混凝土板厚度），且不大于2hc1； 弯筋连接件的长度不小于其直径的30倍，从弯起点算起的长度不小于直径 的25倍，其中，水平段的长度不小于其直径的10倍（光面钢筋应加弯 钢）。弯筋连接件与钢梁连接的双侧焊缝长度为4d（HRB335级钢筋）或 5d（HPB235级钢筋）。
抗剪连接件设计 抗剪连接件形式
一.构造要求
1.一般要求
➢抗剪连接件的作用是抵抗水平剪力和竖向掀起力。 ➢设置抗剪连接件的一般要求是：连接件的抗掀起作用面（如栓钉头部的 底面）高出翼缘板底部钢筋顶面不小于30mm。连接件上部混凝土保护 层厚度不小于15mm；连接件的纵向间距不应大于600mm或混凝土翼 缘板厚度的4倍；连接件的外侧边缘至钢梁缘边缘之间的距离不应小于 20mm，当有托座时不应小于40mm。
弯筋连接件
二.受力性能 1.荷载-滑移曲线
➢推出试验。国际上以推出试验作为连接件的标准试验，图为常用的（欧 洲钢结构协会（ECCS））1981年公布）连接件推出试验标准试件，同 时规定了试验要求。 ➢梁式试验。能较好反映连接件的组合梁中的受力变形性能，但试验较为 复杂。
推出试验标准试件
➢荷载-滑移曲线（P-s）。初始受力阶段（A点以前），关系近似于直线，
力工作的，所以钢与混凝土界面上由抗剪连接件提供的实际抗剪承载力按 连接件的承载力计算。
因此，b-b及c-c受剪界面承担的纵向剪力等于连接件传递的剪力。按单
位梁长计算为： Vl,1 v
二.单位梁长界面受剪极限承载力
根据试验研究，单位梁长界面受剪极限承载力可按下式计算：
Vl,1u 0.9bvl 0.8Ae f yv
Nv 0.26(t f 0.5tw )lc Ec fc
3.弯筋连接件
单个弯筋连接件的受剪承载力按下式计算：
Nv Asb f
Asb——弯筋的截面面积；
四.抗剪连接件的数量和布置
完全抗剪连接组合梁的抗剪连接件设计应保证梁截面在达到
受弯承载力之前，交界面不发生连接件的受剪破坏。因此，最
大弯矩截面至零弯截面之间区段（剪跨区）内的连接件数量按
单根栓钉受剪承载力计算公式如下：
Nv kAd Ec fc 0.7Ad f
式中 Ad——栓钉钉杆的截面积； f——栓钉的极限抗拉强度设计值； EC ——混凝土的弹性模量； fc ——混凝土的轴心抗压强度； k——由试验研究确定的经验系数，其值与栓钉的高度和直径的比值有关。
当hd/d≥4.2时（常见情况），取k=0.43；当hd/d=3.0时，取k=0.33；当在
为弹性受力阶段；当荷载到极限荷载的50%左右时，关系曲线明显弯曲， 滑移增加较快，连接件处于弹塑性受力阶段；接近极限荷载时，关系曲 线趋于水平，为塑性受力阶段。槽钢连接件的荷载-滑移关系曲线在极限 荷载后有一下降段。
剪力—滑移曲线
2.抗剪连接的破坏形态
（1）连接件受剪受拉破坏 混凝土强度等级比较高时，连接件的承载力与混凝土无关，取决于连接
3.0~4.2之间时，进行线性插入。 式中不等号右边表示单个栓钉本身的受剪承载力设计值，考虑到栓钉受
到周围混凝土的约束，其抗剪强度有所提高，故取栓钉的抗剪强度为抗拉强 度的70%。
2.槽钢连接件
影响槽钢连接件抗剪承载力的主要因素有混凝土强度、槽钢强度及几 何尺寸。单个槽钢连接件的受剪承载力按下式计算：
三、钢梁的截面形式
组合梁中钢梁的截面形式多样，如图所示。
组合梁中钢梁的截面形式
组合梁受剪承载力
混凝土翼缘板及其托 板的纵向最不利受剪界 面有两种类型：一是穿 过整个板厚的竖向受剪 界面a-a；二是围绕抗剪 连接件周边的受剪界面 b-b（无板托）和c-c （有板托）。
一.单位梁长受剪界面的纵向剪力
两者的组合作用是靠焊在钢梁上，浇筑在混凝土板中的剪切连接件来实 现的。
非组合梁截面应力 组合梁截面应力
二、组合梁的优缺点
当楼层采用钢筋混凝土板和钢梁时，宜按钢-混凝土组合梁结构设计。
钢-混凝土组合梁是指通过抗剪连接件将钢梁和混凝土板连成整体的横向
承重构件。
（1）组合梁截面中混凝土主要受压，钢梁受拉，充分发挥材料特性， 承载力高。承载力相同时，比非组合梁节约钢材达15%-25%。 （2）混凝土板参加梁的工作，梁的刚度增大。刚度要求相同时，采用组 合梁可比非组合梁减小截面高度26%-30%。组合梁用于高层建筑，不 仅降低楼层结构高度，且显著减轻对地基的荷载。 （3）组合梁的翼缘板较宽大，提高了钢梁的侧向刚度，提高了稳定性。 改善了钢梁受压区的受力状态，增强抗疲劳性能。
栓钉连接件的布置要求
采用压型钢板的组合楼盖中，栓钉直径不宜大于19mm。安装后
栓钉高度 hd应符合 (hs 30) hd的要(h求s 。75)
（2）槽钢连接件 当栓钉的抗剪能力不满足要求或者不具备栓钉焊接设备时，可采用槽钢
连接件（图）。槽钢连接件一般采用Q235钢轧制的[8、[10、[12等小型 槽钢，其长度不能超过钢梁翼缘宽度减去50mm后的值。槽钢连接件翼缘 肢尖方向应与混凝土板中水平剪应力的方向一致，并仅在槽刚下翼缘根部 和趾部（即垂直于钢梁的方向）与钢梁焊接，角焊尺寸根据计算确定，但 不小于5mm。为减少钢梁上翼缘的焊接变形，平行于钢梁的方向不需施 焊。
下式计算：
n Vl Nv
承受负弯矩作用区，由于混凝土翼缘板的开裂，连接件的承载力有所
降低。一般取降低系数β=0.85.
n Vl
NV
2.各种抗剪连接件的构造要求
（1）栓钉连接件 栓钉是采用自动栓钉焊接机焊接于钢梁翼缘上的，各个方向具有相同的
强度和刚度，不影响混凝土板中钢筋的布置。 栓钉连接件的公称直径有8mm，10mm，13mm，16mm，19mm
及22mm，常用的为后四种。栓钉沿梁轴线方向的间距不应小于焊杆直径 的6倍；垂直于梁轴线方向的间距不应小于焊杆直径的4倍。
钢-混凝土组合结构
概述
一、组合梁概述
组合梁即在钢梁上铺设混凝土板，可用于楼盖、屋盖、也可用于工业建筑 中的操作平台，在桥梁工程的路面中同样有广泛应用。
组合梁主要用于跨度大、荷载大，或者整体承重结构为钢结构的厂房、高 层建筑或桥梁结构等。
对于一般使用钢梁混凝土板的结构中，混凝土板只是作为楼面、屋面、平 台板或桥面。对钢梁来说混凝土板只是其荷载（图）。如果使两者结合在 一起，混凝土板与钢梁共同工作，则混凝土板可作为梁的翼缘而成为梁的 一部分，发挥比钢梁更大的作用，无论强度和刚度都大大提高了（图） 。
① 单位梁长a-a受剪界面的纵向剪力取以下二式中的较大值：
Vl ,1
v
b1 be
Vl ,1
v
b2 be
其中，v=nsNv/s ,为钢与混凝土界面单位梁长上由抗剪连接件提供的实际抗
剪承载力（N/mm）
②b-b及c-c受剪界面承担的纵向剪力 在按塑性理论设计的完全抗剪连接组合梁中，抗剪连接件基本上是满应
（4）可以利用钢梁的刚度和承载力承担悬挂模板、混凝土板及施工荷载， 无需设置支撑，加快施工速度。 （5）抗震性能好。 （6）在钢梁上便于焊接托架或牛腿，供支撑室内管线用，不需埋设预埋 件。
钢-混凝土组合梁的主要缺陷是钢材易于锈蚀及防火性能不如钢筋混凝土。 解决钢材锈蚀问题：①采用低合金钢材，这种钢材表面锈蚀后可形成保护 层，阻断锈蚀继续向内部发展；②采用高质量的防锈蚀油漆。
三.单个抗剪连接件承载力 1.栓钉连接件
组合梁中的栓钉连接件主要承受侧压力，一般情况下掀起作用在栓 钉中产生的拉力很小，可以忽略不计，因此栓钉承载力可按纯剪受力模 型计算。当栓钉中的拉力不可忽略时，可按拉、剪组合作用计算。
栓钉除承受剪切作用外，其根部混凝土承受局部压力，因此混凝土的 强度和变形对栓钉受剪承载力也有影响。当混凝土立方体强度 fcu<35N/mm2时，单根栓钉的受剪承载力与栓钉截面积、混凝土轴心抗压 强度和弹性模量有关。当混凝土强度fcu≥35N/mm2时，栓钉的最大受剪承 载力取决于检钉的抗剪能力。