C23章钢混凝土组合梁050326

1、第五篇 钢混凝土组合构件组合构件是指两种或多种不同材料结合成整体而共同工作的构件，如钢混凝土组合构件是采用钢材和混凝土或钢筋混凝土组合，并通过可靠措施使之形成整体受力的构件。它将钢和混凝土在截面上合理布置，以充分发挥两种材料的特性，具有承载能力高、刚度大、延性好、节约钢材、降低造价、施工方便等优点，因此具有良好的技术经济效益，在土木工程中，特别是桥梁工程中得到广泛应用。在工程中，采用的钢混凝土组合构件有：钢与混凝土组合梁、钢管混凝土组合柱、压型钢板与混凝土组合板、型钢混凝土组合构件、外包钢混凝土构件等五大类。本篇主要介绍钢混凝土组合梁和钢管混凝土受压构件的受力特性及计算原理。第23章 钢一混凝

2、土组合梁23.1 概 述钢板梁桥一般由桥面系、钢板梁和支座组成上部承重结构。桥面系一般在主梁之上布置钢板或钢筋混凝土板，直接承受车辆荷载作用。当钢筋混凝土板搁置在主梁上时图23-1a)，板沿板跨方向受弯并把荷载传给主梁，而主梁沿梁的纵向受弯，二者工作方向互相垂直，板与梁的接触面发生相对滑移，沿主梁的跨度方向产生的弯矩分别由板和主梁承担，在二者的截面上分别产生弯曲应力。如果在钢梁与钢筋混凝土板的接触面上采取可靠的构造措施图23-1b)，把板和主梁紧密相连形成整体，则板不但沿板跨方向受弯，而且在梁的跨度方向与梁一起共同受弯，板属于双向受弯构件。这时钢梁与钢筋混凝土板的截面形成一个具有共同中和轴的整

3、体截面，其刚度、抗弯承载力将大大增加。钢混凝土组合梁是指钢梁和所支承的钢筋混凝土板组合成一个整体而共同抗弯的构件，其受力的合理性就在于钢筋混凝土板承受压应力，钢主梁承受拉应力，充分发挥了材料各自的特性。当组合梁在荷载作用下受弯时，钢筋混凝土板与钢板梁的上翼缘接触面之间会产生水平剪力，因此在钢板梁的上翼缘之间必须设置抗剪连接件，钢筋混凝土板与钢板梁通过抗剪连接件连接成整体而共同工作，如图23-2所示。图23-1 组合梁的共同工作a）非组合梁 b）组合梁当组合梁上浇筑的钢筋混凝土板尚未结硬之前是没有组合作用的，不仅不能提高梁的承载能力，反而因其自重而使钢板梁的下翼缘的拉应力增大。但在钢筋混凝土板的

4、混凝土达到设计强度之后，钢板梁与钢筋混凝土板形成一个钢混凝土组合截面受力，二期恒载（如桥面铺装、栏杆扶手、人行道等）及车辆荷载等作用，均由这个组合截面来承受，而不是由钢板梁单独承受，从而大大地提高了组合梁的承载能力。图23-2组合梁的截面形式a)、b)型钢组合梁 c)焊接钢板组合梁（无承托） d)焊接钢板组合梁（有承托）e)箱形组合梁对于承受较小荷载的组合梁，钢梁一般采用轧制的工字钢图23-2a）；荷载稍大时，可在轧制工字钢下翼缘上加焊一块钢板图23-2b）；承受较大荷载的组合梁，可采用焊接工字形钢板梁图23-2c）。研究表明，对于焊接工字形钢板梁截面，在满足布置抗剪连接件的要求下，宜采用上（

5、翼缘）窄下（翼缘）宽的截面形式。组合梁截面采用钢筋混凝土板直接放置在钢梁上，称为无承托组合梁，而把图23-2d）所示组合梁称为有承托组合梁，其中混凝土翼缘与钢梁上翼缘之间的混凝土局部过渡部分称为承托。根据混凝土承托的高度，又分为浅承托和深承托组合梁截面，当混凝土承托的高度小于或等于1.5（为混凝土板的厚度），其宽度1.5时，称为浅承托组合梁。一般情况下，混凝土承托两侧斜坡不宜大于。钢筋混凝土板设置承托，有如下优点：加大了梁高，从而节省钢材；减小了钢梁高度，使钢梁的上翼缘更接近中和轴，从而减小钢梁压应力或使其完全受拉，发挥了钢材的性能也避免了局部失稳；当板厚较小时，承托为设置抗剪连接件提供了空间

6、。对于简支的组合梁，考虑刚度的要求，截面高度对跨度的高跨比应不小于。组合梁的抗弯能力较钢梁有显著提高，但在某些情况下，相对而言，组合梁中的钢梁的抗剪能力显得不足。为了避免这种不协调情况，在截面设计时，组合梁截面高度不宜超过钢梁截面高度的2.5倍。组合梁中的钢筋混凝土板，其混凝土强度等级不宜低于C20（现场浇筑）或C30（预制）；板中的钢筋可采用R235级钢筋、HRB335级钢筋。组合梁中的钢梁一般采用Q235钢和Q345钢。与钢板梁相比，钢混凝土组合梁具有以下优点：（1）受力合理。充分发挥了钢材适用于受拉和混凝土适用于受压的材料特性；（2）抗弯承载力高。由于钢筋混凝土板与钢板梁共同工作，提高了

7、梁的承载能力，减小了钢板梁上翼缘的截面，节省钢材、降低造价。实践表明，组合梁比钢板梁节省钢材可达到2040；（3）梁的刚度大。由于钢筋混凝土板有效地参与工作，组合梁的计算截面比钢板梁大，增加了梁的刚度，从而减小了主梁的挠度。研究表明，梁挠度可减少20左右；（4）整体稳定性和局部稳定性好。组合梁的受压翼缘为较宽和较厚的钢筋混凝土板，增强了梁的侧向刚度，能有效地防止了梁的弯扭失稳倾向。钢梁部分只受到较低的压应力、大部分甚至全部截面受拉，一般不会发生局部失稳；（5）施工方便。可以利用钢梁作为现浇混凝土楼板的模板支撑，以方便施工且节约费用；（6）组合梁桥在活荷载作用下比全钢梁桥的噪音小，在城市中采用组

8、合梁桥更为合适。基于上述优点，钢混凝土组合梁最先在公路桥梁上得到发展。几乎所有发达国家，如美国、德国、日本、加拿大及前苏联都制定了有关组合梁的桥梁设计规范或规程。1971年，在国际土木工程师协会联合委员会主持下，成立了由欧洲国际混凝土协会（CEB）、欧洲钢结构协会（ESCC）、国际预应力联合会（FIP）、以及国际桥梁与结构工程协会（IABSE）共同组成的组合结构委员会，并于1981年颁布了“组合结构”规范。在我国，钢混凝土组合梁的应用也较早，1956年铁道部编制了组合梁的标准图，并在乌山桥和衡阳湘江大桥中应用。1959年修建的武汉长江大桥的上层公路桥上就采用了跨度18m的组合梁，近年修建的上海

9、南浦大桥和杨浦大桥等大型桥梁结构都成功地使用了组合梁。交通部在1974年、1986年颁布的公路桥涵设计规范，制订了组合梁的专门条款，用于指导工程设计。23.2 钢混凝土组合梁的计算原理钢混凝土组合梁的计算方法，可分为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。公路桥规（JTJ 025-86）对钢混凝土组合梁，采用的是弹性理论计算方法，即容许应力法。23.2.1受压混凝土板的有效宽度对于钢筋混凝土板很宽的组合梁，受弯时沿板宽度方向的压应力分布是不均匀的，在截面腹板中心处的混凝土压应力最大，离开中心处较远点的混凝土压应力逐步减小。为了简化计算，一般用受压混凝土板的有效宽度来代替实际板宽

10、度，在有效宽度内，认为混凝土的压应力是均匀分布的。组合梁中钢筋混凝土桥面板的有效宽度（图23-3），采用下列三种宽度中的最小者：（1）梁的计算跨径的；（2）相邻两梁轴线间的距离；（3）承托的宽度（如无承托时，则为钢梁上翼缘的宽度）加12倍的板厚度，即+。图23-3 组合梁受压混凝土板的有效宽度23.2.2换算截面当钢混凝土组合梁按弹性理论法计算时，采用了以下假定：（1）钢材与混凝土均为理想的弹性体；（2）钢筋混凝土板与钢梁之间有可靠的连接，相对滑移很小，可以忽略不计，弯曲变形后截面仍保持平面；（3）钢筋混凝土板按有效宽度内全部面积计算，可不扣除其中受拉开裂部分；（4）忽略钢筋混凝土板中钢筋和承

11、托的作用。按照弹性理论计算原则，组合梁的应力及刚度计算，一般采用材料力学方法。因此，对于由钢与混凝土两种材料组成的组合梁截面，应该把它换算成同一种材料的截面，即换算截面。下面考虑把混凝土截面换算成钢截面。假设在混凝土板某高度处有一个钢板条，由基本假定（2）知，则由基本假定（1）可得到在混凝土板某高度处的应力为： 式中 混凝土的压应力；、分别为截面上同一高度混凝土与钢板条的应变；、分别为混凝土的弹性模量和钢材的弹性模量。又因，为钢板条的应力，则： （23-1）式中 钢材与混凝土弹性模量之比，。式（23-1）表明，在假设钢板条处的混凝土应力为钢板条应力的倍。要把混凝土板的面积，换算成与钢材等价的换

12、算面积，由合力作用点位置及大小不变的换算原则可以推导出： （23-2）式（23-2）的物理意义是：根据应变相等且总内力不变的条件，将混凝土的面积除以后，可将混凝土板面积换算成与之等价的钢材截面面积。为了保持混凝土截面形心高度换算前后不变，混凝土板的换算截面厚度与原截面厚度保持不变，即仅将混凝土板宽度换算。如果组合梁混凝土桥面板的有效宽度为，则板的换算宽度为： （23-3）根据上述换算截面原理，可将钢混凝土组合梁截面换算为等价的钢梁截面，从而按照换算的钢梁截面进行换算截面几何特性的计算。23.2.3组合梁的施工方法1）浇筑或安装钢筋混凝土板时，钢梁下不设置临时支撑这种情况是利用钢梁作为脚手架进行

13、钢筋混凝土桥面板施工，则组合梁可分为混凝土硬化前和混凝土硬化后（混凝土强度达到设计强度的75以上）两个受力阶段计算：第一受力阶段（施工阶段）的荷载作用为钢梁、联结系、浇制的混凝土和模板等重量、以及施工活荷载（包括人员与施工设备等，一般可取1kN/m2，施工完毕后撤除，但钢梁验算时应计入）由钢梁承受，即计算应力时采用钢梁的截面几何特性；第二受力阶段（使用阶段）的为桥面铺装、栏杆、人行道等重量（二期恒载），以及车辆活载等，这些荷载由组合梁承受，即计算应力时采用组合梁的换算截面几何特性。按弹性方法设计时，组合梁按第一受力阶段恒载（计算钢梁应力）及第二受力阶段恒载和活载（计算组合截面应力）产生的两种应

14、力状态叠加进行截面计算。对于模板重量无实测资料时，可按1kN/m2计算。2）浇筑或安装钢筋混凝土板时，钢梁下设置支架这种情况是在组合梁下面设置足够多的临时支撑或满堂支架，当混凝土硬化前，所有荷载由支撑或满堂支架承受；当混凝土硬化后，拆卸支撑或支架，组合梁以整体截面承受全部恒载与投入使用后作用在梁上的活荷载，因此只需进行第二受力阶段的计算。满堂支架需要数量很多的脚手架，安装工作量较大，且不适用于在通航河流上使用。为了克服满堂支架的上述缺点，在工程中一般采用在桥跨设置临时支撑的方法，可达到与满堂支架相近效果。23.2.4 温差应力、混凝土收缩及徐变对组合梁的影响1）温差应力的影响钢与混凝土的温度线

15、膨胀系数相差不大，它们的温度变形基本是协调的。组合梁的温度应力主要来自钢梁和混凝土温度的差异：钢的导热系数很大，当环境温度有突然变化时，钢材的温度很快就接近环境温度；混凝土的导热系数只有钢材的约左右，对环境温度的反应慢，这样，就在组合梁的钢梁和混凝土板之间产生了温度差异。在露天条件下，气温突变可能在15左右，这时，组合梁的钢梁和混凝土板的温差约为10，因此，对于组合梁桥必须考虑由于温差引起的温度应力。钢梁和混凝土板温差分布沿组合梁的截面高度是变化的，为简化计算，假定温差沿组合梁截面高度是均布的。假设组合梁的截面如图23-4a所示。钢筋混凝土板截面积为，绕自身形心轴的惯性矩为，板上下边缘距自身形

16、心轴距离为和，截面模量分别为和，混凝土的弹性模量为；钢梁的截面积为，绕自身形心轴的惯性矩为，梁上下边缘距自身形心轴距离为和，截面模量分别为和，钢材的弹性模量为。假设钢和混凝土的温度线胀系数相等且均为，设钢梁温度高于混凝土温度，两者之差为，如果钢梁和混凝土板之间无连接件存在，则两者温度伸长量之差为，相应的温差滑移应变为（图23-4b）。如果钢梁与混凝土板之间有足够的连接件，则组合梁变形后仍保持平截面，这时，在混凝土板与钢梁之间将产生水平力（图23-4c）。当为正值时（钢梁的伸长大于混凝土板的伸长），对混凝土板为偏心拉力，对钢梁为偏心压力。则混凝土板下边缘的拉应变为： 钢梁上边缘的压应变为： 根据

17、的变形协调条件，得混凝土板与钢梁之间将产生水平力为： （23-4）图23-4 组合梁的温差应力a)组合梁截面 b)钢梁、混凝土板之间的温差变形 c)温差应力 d)温差力T于是，组合梁的温差应力（以受拉为正）为： （23-5）组合梁由于温度产生的应力分布如图23-4d所示。因为温差滑移应变沿梁长方向是常量，所以在梁跨中间大部分区段内也接近于常量。但在梁的端部区段，边界条件要求，因而在梁端区段内，呈显著的曲线变化段，对应于的变化率d/d，在混凝土板与钢梁之间将产生水平剪力，并由该区段的抗剪连接件承受。对于温差的取值，公路桥规（JTJ 025-86）建议一般采用1015，在有可能发生更显著的温差情况

18、下,则应另作考虑。2）混凝土收缩的影响组合梁中混凝土收缩的影响类似于混凝土板的温度低于钢梁温度时的影响。混凝土的收缩应变相当于，因为，取，对比之后可以发现，收缩应变就相当于1520的温差滑移应变，所以，在分析收缩应力时，仍可采用式（23-4）计算。但混凝土的收缩是个长期过程，因此，必须考虑混凝土徐变的影响，一般是以考虑徐变影响的有效弹性模量来取代式（23-4）中的混凝土弹性模量，得到： （23-6）公路桥规（JTJ 025-86）计算混凝土的收缩力采用式（23-6）。由于混凝土收缩在龄期很短时就已开始，早期收缩所占比例大，故整体浇筑的混凝土桥面板因收缩发生的变形也大，可按相当于温度降低1520

19、考虑；对分段浇筑的钢筋混凝土板相对于整体浇筑的收缩变形小，可按相当于温度降低1015考虑；预制的钢筋混凝土桥面板，在早期收缩完成后才与钢梁共同工作，故不考虑混凝土收缩影响。混凝土收缩应力计算式与式（23-5）相同。3）混凝土徐变的影响在恒载及混凝土收缩应力的长期作用下，组合梁中的混凝土板会产生徐变变形，可近似地认为混凝土的总变形包括弹性变形和塑性变形两部分,即： 或 （23-7）式中 混凝土的总应变； 混凝土的弹性应变； 混凝土的塑性应变；混凝土应力；混凝土的弹性模量；徐变系数，混凝土的塑性应变与弹性应变之比；混凝土有效弹性模量。由式（23-7）可知，混凝土徐变变形的影响相当于混凝土弹性模量降

20、低，因此公路桥规（JTJ 025-86）采用式（23-7）计算的有效弹性模量来考虑混凝土徐变的影响。公路桥规（JTJ 025-86）规定：考虑混凝土徐变时，如果无可靠技术资料作依据，计算结构自重对混凝土徐变影响时，取0.4；计算混凝土收缩对徐变影响时，取0.5；活载对徐变的影响可以不予考虑。考虑徐变时，钢材与混凝土的有效弹性模量之比为，相应的混凝土板换算面积为，其他截面几何特征也可由此推得。23.2.5 组合梁的截面验算组合梁的截面验算包括应力验算、变形验算和稳定性验算，但组合梁的整体稳定和局部稳定问题并不突出，这是因为钢梁的上翼缘与钢筋混凝土板拉接，钢梁不会发生整体失稳，其上翼缘也不会发生局

21、部失稳。组合梁的腹板高度较小，一般可满足不设加劲肋的条件，并且钢梁以拉应力为主而压应力较小，不设加劲肋的条件还可放宽。因此，组合梁中钢梁的整体稳定和局部稳定一般是可以保证的。当必须验算钢梁的整体稳定和局部稳定时，按第22章的方法进行验算。因此，组合梁主要验算其强度和刚度，并应结合组合梁的施工方法进行。现以浇筑钢筋混凝土板、钢梁无临时支撑的组合梁为例，说明组合梁的弹性计算原理。为了简化起见，不计算组合梁的温度应力、混凝土收缩应力、徐变及其组合对组合梁强度的影响。1）第一受力阶段验算（1）钢梁的抗弯强度验算当混凝土未凝固前，一期恒载（混凝土板、模板和钢梁自重等）和相应的施工活载由钢梁承受，钢梁截面

22、的弯曲强度计算公式为： 钢梁上翼缘板边缘 （23-8）钢梁下翼缘板边缘 （23-9）式中 一期恒载产生的弯矩； 第一受力阶段施工活载产生的弯矩；、钢梁截面上翼缘板边缘和下翼缘板边缘的截面模量；钢材的容许弯曲应力，由附表4-1查得。（2）钢梁的抗剪强度验算钢梁截面的抗剪强度计算公式为： （23-10）式中一期恒载产生的剪力；施工活载产生的剪力；钢梁中和轴以上毛截面对中和轴的面积矩；钢梁的截面惯性矩；钢梁的腹板厚度；钢梁的容许剪应力，由附表4-1查得。（3）钢梁的刚度验算钢梁的挠度计算按荷载的短期效应组合，因此仅考虑施工阶段的恒载，简支钢梁在均布荷载作用下的挠度按下式计算： （23-11）2）第二

23、受力阶段验算（1）组合梁的抗弯强度验算当混凝土达到设计强度的75以上后，组合梁承受二期恒载和活载作用，此时混凝土上边缘的压应力为： 钢梁上翼缘边缘应力为： 钢梁下翼缘边缘拉应力为： 因此，钢筋混凝土板上边缘的混凝土抗压强度按下式计算： (23-12）钢梁上边缘的强度计算公式为： （23-13）钢梁下边缘的抗拉强度计算公式为： （23-14）式中 二期恒载产生的弯矩；第二受力阶段活载产生的弯矩；组合梁的换算截面惯性矩；钢梁上翼缘边缘距组合梁换算截面中和轴的距离；为组合梁中混凝土板上边缘对换算截面中和轴的截面模量；为组合梁中钢梁下边缘对换算截面中和轴的截面模量；钢材与混凝土弹性模量比；混凝土容许压

24、应力，可取0.66，为混凝土轴心抗压强度标准值，由附表1-1查得。（2）组合梁的抗剪强度验算组合梁在第二受力阶段的剪应力包括第一受力阶段恒载对钢梁产生的剪应力和第二受力阶段全部荷载对组合截面产生的剪应力两部分，如果抗剪强度计算点位于钢梁腹板上某点（如验算钢梁腹板与翼缘的交点），则组合梁的抗剪强度公式为： （23-15）式中 二期恒载产生的剪力；第二受力阶段活载产生的剪力；抗剪强度计算点以外的钢梁截面面积对钢梁中和轴的面积矩；抗剪强度计算点以外的组合截面面积对组合截面中和轴的面积矩。（3）组合梁的刚度验算组合梁的挠度计算按荷载的短期效应组合，并考虑恒载的长期作用（徐变）的影响，因此应计入第一受力

25、阶段恒载与第二阶段恒载共同长期作用下（应考虑徐变影响）的挠度和第二阶段活载短期作用下（不考虑徐变影响）的挠度。简支钢梁在均布荷载作用下的挠度计算公式为： （23-16）式中 考虑徐变时组合梁的换算截面惯性矩。23.3 抗剪连接件设计23.3.1 抗剪连接件的类型和构造要求抗剪连接件设置在钢梁上翼缘上，是保证钢混凝土组合梁整体工作的关键。抗剪连接件的主要作用是承受钢筋混凝土板与钢梁接触面之间的纵向剪力，抵抗二者之间的相对滑移，同时还可防止钢筋混凝土板与钢梁之间由于刚度不同而产生的掀起效应。组合梁的抗剪连接件常用的类型有栓钉、型钢和弯起钢筋等机械结合的抗剪连接件，有可靠依据时，也可采用其他类型的抗

26、剪连接件。栓钉和型钢连接件属于刚性连接件，弯筋连接件属于柔性连接件。受冲击荷载作用时，宜采用柔性连接件并现浇在钢筋混凝土板内；若采用钢筋混凝土预制板，则使用刚性连接件比较便利。图23-5 抗剪连接件的常用类型a)栓钉 b)槽钢连接件 c)角钢连接件 d)方钢连接件 e)弯筋连接件1）栓钉图23-5 a）所示栓钉是世界各国广为采用的一种机械连接件，栓钉的钉杆直径为825mm，常用的为1619mm。选用栓钉直径不宜超过被焊钢梁翼缘厚度的2.5倍，栓钉长不小于4。为防止混凝土板在钢梁上掀起，栓钉上部做成大头，大头直径不得小于1.5。栓钉布置时，沿梁跨度方向的最小间距为6，垂直于梁跨度方向的最小间距为

27、4。栓钉连接件采用专用焊接设备（栓钉焊接机）和焊接工艺将栓钉焊在钢梁上翼缘上，施工效率很高。栓钉杆的端部配有瓷环和焊剂，焊接时起引弧、成型、保护、脱氧和稳弧作用。2）型钢连接件通常将短槽钢、方钢或角钢焊接在钢梁上翼缘上作为刚性连接件，槽钢常用的规格有80、100及120，槽钢的翼缘肢尖方向应与混凝土板中水平剪应力方向一致（图23-5b）；方钢常用的规格为25mm25mm及50mm38mm两种，为了防止混凝土板在钢梁上掀起，方钢必须加焊直径不小于12mm的箍筋（图23-5 c）。采用角钢连接件时，为了增强其竖肢的刚度，往往在竖肢上用加劲板加强（图23-5 d）。为了防止连接件与钢筋混凝土板脱开，

28、可将刚性连接件与钢筋混凝土板的钢筋焊接在一起；为了保证钢梁与钢筋混凝土板能共同工作，型钢连接件之间的间距不得超过混凝土板厚度的8倍；同时为了不妨碍浇筑混凝土，型钢连接件之间的间距也不得小于连接件计算高度的3.5倍。型钢连接件与钢梁上翼缘的连接焊缝由计算确定。3）弯筋连接件将弯筋焊接在钢梁上翼缘并伸入钢筋混凝土板中（图23-5 e）作为柔性连接件，弯筋连接件一般采用直径为1220mm的级或级钢筋，弯起角度一般为30o 或45o,弯折方向与混凝土板中纵向水平剪应力方向一致，并在末端做成弯钩。在组合梁跨中产生剪应力变号处，必须在两个方向均设置弯筋连接件。每个弯筋从弯折点算起的总长度不宜小于25，其中

29、水平段长度不应小于10。为了保证受力均匀，弯起钢筋连接件宜在组合梁上成对布置，并对称于梁跨度方向的中心线。为了避免单面焊接导致钢筋受力不均而产生应力集中，弯筋必须采用双面侧焊缝与钢梁上翼缘焊接；焊缝的长度除满足受力要求外，不得小于4（级钢筋）或5（级钢筋）。两个弯起钢筋之间的间距不得小于0.7倍也不得大于2倍钢筋混凝土板的厚度。无论是采用刚性连接件还是柔性连接件，尚应满足以下一般构造要求：（1）连接件抗掀起端头的底面（如栓钉大头的底面、槽钢上翼缘内侧）应比混凝土板下部的纵向钢筋高出30mm以上；（2）连接件的外侧边与钢梁翼缘边缘之间的距离应不小于20mm，与混凝土翼缘边之间的距离应不小于100

30、mm；（3）连接件顶面的混凝土保护层厚度不得小于20mm。23.3.2抗剪连接件的设计计算1）单个抗剪连接件的容许承载力计算公路桥规（JTJ 025-86）对单个连接件的容许（抗剪）承载力没有规定，其值可根据试验资料得到，也可参考我国钢结构设计规范（GB 50017-2003）的规定。但我国钢结构设计规范（GB50017-2003）采用极限状态设计法，而公路桥规（JTJ 025-86）却采用容许应力设计方法，为此将钢结构设计规范（GB 50017-2003）规定的单个抗剪连接件承载力设计值公式作简单修正后，供桥梁设计时采用，其中材料的强度设计值定义详见钢结构设计规范（GB 50017-2003

31、）。（1）栓钉连接件当栓钉长度与钉杆直径之比大于4时，栓钉的容许抗剪承载力为： （23-17）式中 混凝土弹性模量； 混凝土轴心抗压强度设计值；栓钉钉杆截面面积；栓钉的抗拉强度设计值，当栓钉材料性能等级为4.6级时，取215N/mm2；栓钉材料抗拉强度最小值与屈服强度之比。当栓钉材料性能等级为4.6级时，取1.67。（2） 槽钢连接件 （23-18）式中 槽钢翼缘平均厚度；槽钢腹板厚度；槽钢长度。（3） 弯筋连接件 （23-19）式中 弯筋截面面积；弯筋的抗拉强度设计值。组合梁的抗剪连接件设计，也可以分为弹性设计法与塑性设计法。公路桥规（JTJ 025-86）采用的是弹性设计法。钢梁与钢筋混凝

32、土板之间的纵向水平剪力，由抗剪连接件承受，单位长度上的纵向水平剪力按下式计算： （23-20）式中 作用于组合梁截面上的剪力；钢筋混凝土板对换算截面形心轴的面积矩；组合梁换算截面惯性矩。2）抗剪连接件的数量确定组合梁所受到的剪力沿梁跨度方向的分布并不是均匀变化的（图23-6），为了简化计算，假定连接件在钢梁翼缘上的数量可按梁跨度范围内的平均剪力计算并等间距布置。若单个连接件的容许抗剪承载力为，其布置间距为，数量为个，则当时，才能满足设计要求，故所需的连接件数量为： （23-21）图23-6 连接件的纵向受剪应该看到，上述计算方法在剪力变化较大时显得略为粗糙，因而在设计中，可将梁按剪力大小划分成

33、数个区段（一般为23个区段），在每个区段上连接件间距相等，其数量按该区段的最大剪力计算确定。在组合梁的抗剪连接设计中，如果要考虑混凝土徐变的影响，设计计算应该分别考虑恒载和活载产生的剪力。对应于计算区段的恒载产生的剪力为，考虑徐变时，钢材与混凝土的有效弹性模量之比为，相应的混凝土板换算面积为，混凝土考虑徐变影响的组合梁换算截面惯性矩为和换算截面形心轴的面积矩为也可由此推得。对应于车辆荷载等活载产生的剪力为，钢材与混凝土的有效弹性模量之比为，几何特性为和。若该区段抗剪连接件按构造要求均匀布置，间距为，单个连接件容许承载力为，则：所需连接件的数量应为： （23-22）23.4 设计计算示例例23-1如图23-7所示钢-混凝土组合梁截面，混凝土翼缘计算宽度1300mm，翼缘厚80mm，承托