钢混凝土组合梁的构造要求
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。
钢混凝土组合梁的构造要求
11.2.1组合梁截面高度不宜超过钢梁截面高度的2.5倍；混凝土板托高度`h_(c2)`不宜超过翼板厚度`h_(c1)`的1.倍；板托的顶面宽度不宜小于钢梁土翼缘宽度与`1.5h_(c2)`之和。
11.5.2组合梁边梁混凝士翼板的构造应满足图11.5.2的要求。
有板托时，伸出长度不宜小于`h_(c2)`；无板托时，应同时满足伸出钢梁中心线不小于I50mm、伸出钢梁翼缘边不小于50mm的要求。
图11.5.2边梁构造图11.5.3连续组合梁在中间支座负弯矩区的上部纵向钢筋及分布钢筋，应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的规定设置。
11.5.4抗剪连接件的设置应符合以下规定:1栓钉连接件钉头下表面或槽钢连接件上翼缘下表面高出翼板底部钢筋顶面不宜小于30mm；2连接件沿梁跨度方向的最大间距不应大于混凝土翼板（包括板托）厚度的4倍，且不大于40Omm；3连接件的外侧边缘与钢梁翼缘边缘之间的距离不应小于20mm；4连接件的外侧边缘至混凝土翼板边缘间的距离不应小于100mm；5连接件顶面的混凝土保护层厚度不应小于15mm。
11.5.5栓钉连接件除应满足本规范第11.5.4条要求外，尚应符合下列规定:1当栓钉位置不正对钢梁腹板时，如钢梁上翼缘承受拉，则栓钉杆直径不应大于钢梁上翼缘厚度的1.5倍；如钢梁上翼缘不承受拉力，则栓钉杆直径不应大于钢梁上翼缘厚度的2.5倍。
2栓钉长度不应小于其杆径的4倍。
3栓钉沿梁轴线方向的间距不应小于杆径的6倍；垂直于梁轴线方向的间距不应小于杆径的4倍。
4用压型钢板做底模的组合梁，栓钉杆直径不宜大于19mm,混凝土凸肋宽度不应小于栓钉杆直径的2.5倍；栓钉高度`h_d`应符合`(h_e+30)≤h_d≤(h_e+75)`的要求（图11.3.2）。
11.5.6弯筋连接件除应符合本章第11.5.4条要求外，尚应满足以下规定:弯筋连接件宜采用直径不小于12mm的钢筋成对布置，用两条长度不小于4倍（I级钢筋）或5倍（II级钢筋）钢筋直径的侧焊缝焊接于钢梁翼缘上，其弯起角度一般为45。
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
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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-砼组合梁
1.钢-砼组合梁（1）钢一混凝土组合梁的构成在城市桥梁工程中，钢-混凝土组合梁一般用于大跨径或较大跨径的桥梁结构，目的是减轻结构自重，尽量减少施工对现况交通与周边环境的影响。
①钢-砼组合梁一般由钢梁和钢筋混凝土桥面板两部分组成。
钢梁由工字型截面或槽型截面构成，钢梁之间设横梁（横隔梁），有时在横梁之间还设小纵梁。
钢梁上浇筑预应力钢筋混凝土。
在钢梁与钢筋混凝土板之间设剪力连接件，二者共同工作。
对于连续梁，可在负弯距区施加预应力或通过“强迫位移法”调整负弯距区内力。
②钢-混凝土组合梁施工流程一般为：钢梁预制并焊接剪力连接件→架设钢梁→安装梁（横隔梁）及小纵梁（有时不设小纵梁）→安装预制混凝土板并浇筑接缝混凝土或支搭现浇混凝土桥面板的模板并铺设钢筋→现浇砼→养护→张拉预应力束→拆除临时支架或设施。
③钢梁的架设方法一般在设计时已考虑好，因此钢梁安装应按施工图进行。
（2）安装方法钢梁工地安装，根据跨径大小、河流情况、交通情况和起吊能力选择安装方法。
城区内常用架设方法有以下几种：白行式吊机整孔架设法、门架吊机整孔架设法、支架架设法、缆索吊机拼装架设法、悬臂拼装架设法、拖拉架设法等。
（3）安装前检查①钢梁安装前应对临时支架、支承、吊机等临时结构和钢梁结构本身在不同受力状态下的强度、刚度及稳定性进行验算。
②应对桥台、墩顶顶面高程、中线及各孔跨径进行复测，误差在允许偏差范围内方可安装。
③应按照构件明细表，核对进场的构件、零件，查验产品出厂合格证及材料的质量证明书。
（4）安装要点①钢梁安装过程中，每完成一节段应测量其位置、标高和预拱度，不符合要求应及时调整。
②钢梁杆件工地焊缝连接，应按设计的顺序进行。
无规定时，焊接顺序宜为纵向从跨中向两端、横向从中线向两侧对称进行。
③钢梁采用高强螺栓连接前，应复验摩擦面的抗滑移系数。
高强螺栓连接前，应按出厂批号，每批抽验不小于8套扭矩系数。
穿人孔内应顺畅，不得强行敲人。
穿人方向应全桥一致。
梁有哪些构造要求
梁有哪些构造要求梁是建筑结构中的横向构件，用于支撑上部荷载并传递至垂直支撑结构，其构造要求包括以下几个方面：材料选择、截面形状、长度与跨度比、连续性、稳定性和预应力等。
首先，材料选择是梁的关键构造要求之一、常见的梁材料包括钢、混凝土和木材等。
钢材梁结构强度高、刚性好，适用于大跨度和大荷载的建筑；混凝土梁具有较好的抗压性能，适用于承受压力荷载的场所；木材梁具有良好的抗弯性能，适用于小型建筑。
其次，截面形状是梁的另一个构造要求。
常见的梁的截面形状包括矩形、T型、L型、I型等。
矩形梁具有较高的弯曲和抗剪承载能力，适用于多种荷载情况；T型梁可以形成楼板边缘，适用于多层建筑；L型梁适用于墙角支撑；I型梁具有良好的刚度和强度，适用于大跨度的建筑。
长度与跨度比也是梁的构造要求之一、梁的长度与跨度比应根据承载荷载和梁材料强度来确定，以保证梁的强度和稳定性。
通常情况下，梁的长度与跨度比不宜超过20。
梁的连续性是梁构造的另一个重要要求。
梁的连续性指的是梁在一定范围内的延伸和连接性。
梁的连续性可以提高梁的承载能力，减小变形和振动，使结构更加稳定。
稳定性也是梁的构造要求之一、梁在受到外部力作用时，应保持稳定，不发生侧移、倾倒和破坏。
对于较大跨度的梁结构，应采取一些稳定措施，如加设纵向撑杆等。
最后，预应力是一种重要的梁构造要求。
预应力梁是通过在施工过程中施加轴向拉力来提前预应力梁结构，使梁在荷载作用下产生压应力，使梁材料能够更好地抵抗弯曲和变形。
预应力梁具有较高的承载能力和抗震能力，适用于大跨度和高层建筑。
综上所述，梁的构造要求包括材料选择、截面形状、长度与跨度比、连续性、稳定性和预应力等，每一项都对梁的质量和承载能力有着重要的影响。
在实际工程中，应根据具体情况综合考虑这些要求，确保梁能够满足设计要求并具有良好的结构性能。
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-混凝土组合桥梁设计导则
钢-混凝土组合桥梁设计导则目的：本设计导则旨在提供关于钢-混凝土组合桥梁设计的基本原则和建议，以确保设计满足安全、经济、可持续和符合规范要求。
此导则适用于桥梁设计师和工程师。
一、桥梁类型和形式选择1. 根据桥梁所在位置和用途，选择适当的桥梁类型和形式，例如连续梁、简支梁和桁架等。
二、荷载与力学分析1. 根据规范要求，确定并考虑桥梁承载力和刚度等级，以及使用的荷载组合。
2. 进行力学分析，包括受力状态、变形和转动等。
三、结构设计1. 选择合适的构件材料和截面形状，以满足强度、刚度、稳定性和耐久性要求。
2. 考虑构件的连接设计，确保连接的可靠性和耐久性。
3. 进行钢-混凝土组合构件的抗震设计，以保证在地震荷载下的安全性能。
四、施工阶段设计1. 考虑施工阶段对桥梁的影响，设计临时支撑结构和施工顺序。
2. 确保在施工期间桥梁的结构安全和稳定性。
五、细节设计1. 设计桥梁的细节，包括支座、伸缩缝、防水、排水和通风等，以确保桥梁的正常运行和维护。
六、监测和维护1. 建立桥梁的监测系统，定期检查桥梁的结构和功能性能。
2. 制定合适的维护计划，包括修复和更换损坏或老化部件。
七、可持续性和环境影响1. 考虑桥梁设计对环境的影响，采取合适的措施减少能耗和碳排放等。
2. 考虑材料和建筑过程对环境的影响，选择环保材料和可持续的施工方法。
八、参考标准和规范1. 遵守适用的国家和地区标准和规范，例如桥梁设计规范和建筑规范。
2. 参考国际标准和最佳实践，以确保设计的质量和安全性。
以上设计导则旨在提供指导，设计师和工程师在具体项目中应根据实际情况结合项目要求进行具体设计。
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11.2.1组合梁截面高度不宜超过钢梁截面高度的2.5倍；混凝土板托高度`h_(c2)`不宜超过翼板厚度`h_(c1)`的1.倍；板托的顶面宽度不宜小于钢梁土翼缘宽度与`1.5h_(c2)`之和。
11.5.2组合梁边梁混凝士翼板的构造应满足图11.5.2的要求。
有板托时，伸出长度不宜小于`h_(c2)`；无板托时，应同时满足伸出钢梁中心线不小于I50mm、伸出钢梁翼缘边不小于50mm的要求。
图11.5.2边梁构造图
11.5.3连续组合梁在中间支座负弯矩区的上部纵向钢筋及分布钢筋，应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的规定设置。
11.5.4抗剪连接件的设置应符合以下规定:
1栓钉连接件钉头下表面或槽钢连接件上翼缘下表面高出翼板底部钢筋顶面不宜小于30mm；
2连接件沿梁跨度方向的最大间距不应大于混凝土翼板（包括板托）厚度的4倍，且不大于40Omm；
3连接件的外侧边缘与钢梁翼缘边缘之间的距离不应小于20mm；
4连接件的外侧边缘至混凝土翼板边缘间的距离不应小于100mm；
5连接件顶面的混凝土保护层厚度不应小于15mm。
11.5.5栓钉连接件除应满足本规范第11.5.4条要求外，尚应符合下列规定:
1当栓钉位置不正对钢梁腹板时，如钢梁上翼缘承受拉，则栓钉杆直径不应大于钢梁上翼缘厚度的1.5倍；如钢梁上翼缘不承受拉力，则栓钉杆直径不应大于钢梁上翼缘厚度的2.5
倍。
2栓钉长度不应小于其杆径的4倍。
3栓钉沿梁轴线方向的间距不应小于杆径的6倍；垂直于梁轴线方向的间距不应小于杆径的4倍。
4用压型钢板做底模的组合梁，栓钉杆直径不宜大于19mm,混凝土凸肋宽度不应小于栓钉杆直径的2.5倍；栓钉高度`h_d`应符合`(h_e+30)≤h_d≤(h_e+75)`的要求（图11.3.2）。
11.5.6弯筋连接件除应符合本章第11.5.4条要求外，尚应满足以下规定:弯筋连接件宜采用直径不小于12mm的钢筋成对布置，用两条长度不小于4倍（I级钢筋）或5倍（II级钢筋）钢筋直径的侧焊缝焊接于钢梁翼缘上，其弯起角度一般为45。
，弯折方向应与混凝土翼板对钢梁的水平剪力方向相同。
在梁跨中纵向水平剪力方向变化的区段，必须在两个方向均设置弯起钢筋。
从弯起点算起的钢筋长度不宜小于其直径的25倍（I级钢筋另加弯钩），其中水平段长度不宜小于其直径的10倍。
弯筋连接件沿梁长度方向的间距不宜小于混凝土翼板（包括板托）厚度的0.7倍。
11.5.7槽钢连接件一般采用Q235钢，截面不宜大于[12.6。
11.5.8钢梁顶面不得涂刷油漆，在浇灌（或安装）混凝士翼板以前应清除铁锈、焊渣、冰层、积雪、泥土和其他杂物。