4第四章钢与混凝土组合梁3.ppt

4. 组合梁的稳定性分析 （1）整体稳定性 工字形截面简支梁在施工阶段，受压翼缘的自由长度l1与其宽度b1之比不超过表4.2的规定时，可不进行整体稳定验算。若 超过表4.2规定，应按《钢结构设计规范》验算其整体稳定和局部稳定性。 简支组合梁在使用阶段，由于混凝土板能有效阻止钢梁受压翼缘的侧向位移，故不会发生整体失稳问题，但需考虑钢梁腹板的局部稳定性。 表4.2 H或工字形截面梁简支梁不需计算整体稳定性的最大 值 钢 号 跨中无侧向支撑点的梁 跨中受压翼缘有侧向支撑点的梁,不论荷载作用于何处 荷载作用在上翼缘 荷载作用在下翼缘 Q235钢 13.0 20.0 16.0 Q345钢 10.5 16.5 13.0 Q390钢 10.0 15.5 12.5 Q420钢 9.5 15.0 12.0 在最大刚度主平面内受弯的构件，其整体稳定计算 在两个主平面受弯的工字形或H形截面构件，其整体稳定计算 （4.70） （4.71） 式中 、 —分别为按受压纤维确定的对x轴和y轴的毛截面抵抗矩； —截面塑性发展系数，对工字形截面， ； —绕强轴弯曲所确定的钢梁整体稳定系数。 （2）局部稳定性 如果组合梁中的钢梁翼缘或腹板厚度不足，可能会在整根梁丧失整体稳定或在达到承载力之前就过早地失稳或发生翘曲，丧失局部稳定。为此，应满足： 式中 —钢梁受压翼缘自由外伸宽度； —钢梁受压翼缘的厚度； 对承受静力荷载和间接承受动力荷载的组合梁，宜按考虑腹板屈曲后强度来计算梁的抗弯和抗剪承载力，而不用直接验算梁腹板的局部稳定。 （4.72） 5.变形验算 （1）施工阶段的变形计算 施工阶段，钢梁应处于弹性阶段，不产生过大变形，因此施工阶段变形验算即可按弹性理论计算，应有： —与支承条件和荷载形式有关的系数，如简支梁在均布荷载作用下求跨中挠度时， ； —由施工阶段荷载标准值产生的弯矩； —钢梁的跨度； —钢材的弹性模量； —钢梁的毛截面惯性矩； —钢梁的挠度限值，取l/250。 跨中挠度 尚不应超过25mm，以防止梁下凹段增加过多混凝土的用量和自重。 （4.73） （2）使用阶段的变形计算 荷载效应组合： 荷载均采用标准值 考虑荷载效应的标准组合时取永久荷载标准值与可变荷载标准值的组合；考虑荷载效应的准永久组合时取永久荷载标准值与可变荷载准永久值的组合。 荷载效应标准组合时的刚度计算： 钢与混凝土之间不能完全协同工作，产生相对滑移，二者交界面上的应变分布不连续（图4.27所示）。因此不能再采用简单的换算截面法，而应采用折减刚度，按下式确定： 式中 —钢梁的弹性模量； 图4.27 不连续应变分布 （4.74） —组合梁的换算截面惯性矩；可将截面中的混凝土翼板有效宽度除以钢材与混凝土弹性模量的比值 换算为钢截面宽度后，计算整个截面的惯性矩。对于钢梁与压型钢板混凝土组合板构成的组合梁，取其较弱截面的换算截面进行计算，且不考虑压型钢板的作用； —刚度折减系数，按下列公式进行计算： （4.75） （4.76） （4.77） （4.78） （4.79） （4.80） 其中 —组合梁的跨度(mm)； —组合梁截面高度； —钢梁截面形心轴到混凝土翼板截面（对压型钢板混凝土组合板为其较弱截面）形心轴的距离； —混凝土翼板的截面面积；对压型钢板混凝土组合板的翼板，取其较弱截面的面积，且不考虑压型钢板； —钢梁的截面面积； —钢梁截面的惯性矩； —混凝土翼板的截面惯性矩；对压型钢板混凝土组合板的翼板，取其较弱截面的惯性矩，且不考虑压型钢板； —钢材与混凝土的弹性模量比； —组合梁上剪切连接件的列数，即一个横截面上剪切连接件个数； —剪切连接件的纵向平均间距(mm)； —系数， ； —一个剪切连接件的受剪承载力设计值，对钢梁与压型钢板混凝土组合板构成的组合梁，应取折减后的 值。