钢-混凝土组合梁计算原理及截面设计
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；汽车荷载弯矩：M1/2汽＝697.28kN－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)；人群荷载剪力：V0人＝11.33kN；跨中截面计算剪力（设计值）跨中设计剪力：V d=84kN（已考虑荷载安全系数）；，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标准值M k=505.69kN—m，吊点的剪力标准值V0=105.57kN。
，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—混凝土组合梁板体系的试验研究与理论分析
钢—混凝土组合梁板体系的试验研究与理论分析**钢—混凝土组合梁板体系的试验研究与理论分析**1. 研究背景钢—混凝土组合梁板体系以其优越的结构特征及应用前景越来越受到关注，近年来已经有屡有尝试应用在实际工程中，具有重要的理论及实用价值。
因此，本文将通过实验研究与理论分析研究钢—混凝土组合梁板体系，以期获得关于该结构本身的有价值的理论依据，为未来更广泛的应用提供参考。
2. 实验研究（1）实验试件结构设计。
钢—混凝土组合梁板实验试件主要由纵向钢筋所固定的混凝土梁板层，以及上、下端翼缘钢板组成。
通过对实验研究件材料、尺寸及构件内荷载的详细设计和计算，确定了试件的尺寸、材料及实验参数。
（2）实验方法。
采用加载—失重法开展了试验，并采用侧向转移式加载器、位移计、载荷计等相应的装置，对试件在不同剪切荷载作用下的变形、构件的损伤和破坏程序、构件内力变化等状态均进行了详细的观测和测量。
3. 理论分析（1）建立分析模型。
根据原理，确定相关参数，建立数值分析模型；同时，根据实际情况做出相应的假定，确保模型的简单方便，加速计算过程。
（2）计算分析。
选择计算机软件，建立模型，输入基本数据，结合建模假定，计算有关参数并得出结论，与实验数据进行比较，分析组合梁板体系的变形、损伤和破坏程序，以及构件内力变化等情况。
4. 结论利用实验研究技术与理论分析相结合，对钢—混凝土组合梁板体系进行了有力的研究。
得出以下结论：(1) 钢—混凝土组合梁板体系具有明显的弹性塑性特征，其受力性能与单件混凝土构件相比有明显的提高。
(2) 研究结果表明，该体系的抗剪强度受纵向钢筋的含量和分布有明显的影响，加载类型和梁板厚度也会对钢—混凝土组合梁板体系的受力性能产生影响。
(3) 实验和理论分析结果表明，该体系具有较高的受力性能及良好的应用前景。
本文通过实验研究与理论分析，对钢—混凝土组合梁板体系进行了有力的研究，提出了设计参数，以及抗剪强度受加载类型和梁板厚度影响的等宝贵的理论结论，为未来开展更加深入的研究提供参考。
组合梁桥课程设计计算书
yx 3300 1871.3 1428.7mm ；
截面惯性矩：
I s 600 60 (1871.3 30) 2 3170 30 (1871.3 1645) 2 900 70 (1871.3 3265) 2 1 600 603 +900 703 +30 31703 3.2897 1011 mm4 12
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。
许应力，设计值 1.83MP a。 a ，标准值 2.65MP 施工方案：由于本梁桥跨度不大，本文拟定初步采用如下施工步骤：(1)设置跨中临时支撑；(2) 拼接钢梁；(3)浇筑混凝土；(4)拆除模板及跨中支撑。
1
5000
18000 8000
5000
图 2.1 组合板梁桥立面图（单位：cm）
2550 2490 80mm防水混凝土 20mm沥青混凝土铺装 横坡2% 250mm钢筋混凝土桥面板 横坡2%
图 2.3 桥梁结构整体布置图（单位：cm）
设计原理及设计规范：钢—混凝土组合梁的计算方法，可分为按弹性理论计算方法以及考虑截 面塑性变形发展的塑性计算方法。在桥梁工程中，可采用容许应力法（弹性理论）进行设计。 《公路 桥规》对钢—混凝土组合梁，采用的弹性理论设计方法，即容许应力法。其强度表达式为：σ<[σ] 式中：σ—梁截面或连接中的计算应力，如法向应力、剪应力等； [σ]—材料的容许应力值。 设计依据的规范有： 《公路桥梁设计通用规范》 （JTJ021—89） 《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》 （JTJ025—86） 《公路桥梁钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 （JTJ022—85）等。
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。
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-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
28
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。
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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。