11.1.1 本章規(guī)定一般用于不直接承受動(dòng)力荷載由混凝土翼板與鋼梁通過抗剪連接件組成的組合梁。
組合梁的翼板可用現(xiàn)澆混凝土板，亦可用混凝土疊合板或壓型鋼板混凝土組合板，其中混凝土板應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50010的規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)。
11.1.2 混凝土翼板的有效寬度b_e(圖11.1.2)應(yīng)按下式計(jì)算：

式中 b₀——板托頂部的寬度；當(dāng)板托傾角a＜45°時(shí)，應(yīng)按a＝45°計(jì)算板托頂部的寬度；當(dāng)無板托時(shí)，則取鋼粱上翼緣的寬度；
b₁、b₂——梁外側(cè)和內(nèi)側(cè)的翼板計(jì)算寬度，各取梁跨度，l的1/6和翼板厚度h_c1的6倍中的較小值。此外，b₁尚不應(yīng)超過翼板實(shí)際外伸寬度s₁；b₂不應(yīng)超過相鄰鋼梁上翼緣或板托間凈距s₀的1/2。當(dāng)為中間梁時(shí)，公式(11.1.2)中的b₁等于b₂。

圖11.1.2 混凝土翼板的計(jì)算寬度

圖11.1.2中，h_c1為混凝土翼板的厚度，當(dāng)采用壓型鋼板混凝土組合板時(shí)，翼板厚度h_c1等于組合板的總厚度減去壓型鋼板的肋高，但在計(jì)算混凝土翼板的有效寬度時(shí)，壓型鋼板混凝土組合板的翼板厚度h_c1可取有肋處板的總厚度；h_c2為板托高度，當(dāng)無板托時(shí)，h_c2＝0。
11.1.3 組合梁（含部分抗剪連接組合梁和鋼梁與組合板構(gòu)成的組合梁）的撓度應(yīng)按彈性方法進(jìn)行計(jì)算，并應(yīng)按本規(guī)范第11.4.2條的規(guī)定考慮混凝土翼板和鋼梁之間的滑移效應(yīng)對(duì)組合梁的抗彎剛度進(jìn)行折減。
對(duì)于連續(xù)組合梁，在距中間支座兩側(cè)各0.15l（l為梁的跨度）范圍內(nèi)，不計(jì)受拉區(qū)混凝土對(duì)剛度的影響，但應(yīng)計(jì)入翼板有效寬度b_e范圍內(nèi)配置的縱向鋼筋的作用，其余區(qū)段仍取折減剛度，除按此驗(yàn)算其撓度外，尚應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50010的規(guī)定驗(yàn)算負(fù)彎矩區(qū)段混凝土最大裂縫寬度ω_max。
在組合梁的強(qiáng)度、撓度和裂縫計(jì)算中，可不考慮板托截面。
組合梁尚應(yīng)按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行混凝土翼板的縱向抗剪驗(yàn)算。
11.1.4 組合梁施工時(shí)，若鋼梁下無臨時(shí)支承，則混凝土硬結(jié)前的材料重量和施工荷載應(yīng)由鋼梁承受，鋼梁應(yīng)按本規(guī)范第3章和第4章規(guī)定計(jì)算其強(qiáng)度、穩(wěn)定性和變形。施工完成后的使用階段，組合梁承受的續(xù)加荷載產(chǎn)生的變形應(yīng)與施工階段鋼梁的變形相疊加。
11.1.5 在強(qiáng)度和變形滿足的條件下，組合梁交界面上抗剪連接件的縱向水平抗剪能力不能保證最大正彎矩截面上抗彎承載力充分發(fā)揮時(shí)，可以按照部分抗剪連接進(jìn)行設(shè)計(jì)。用壓型鋼板做混凝土底模的組合梁，亦宜按照部分抗剪連接組合梁設(shè)計(jì)。部分抗剪連接限用于跨度不超過20m的等截面組合梁。
11.1.6 按本章規(guī)定考慮全截面塑性發(fā)展進(jìn)行組合梁的強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，鋼梁鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f 應(yīng)按本規(guī)范第3.4.1和3.4.2條的規(guī)定采用，當(dāng)組成板件的厚度不同時(shí)，可統(tǒng)一取用較厚板件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。組合梁負(fù)彎矩區(qū)段所配負(fù)彎矩鋼筋的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50010的有關(guān)規(guī)定采用。連續(xù)組合梁采用彈性分析計(jì)算內(nèi)力時(shí)，考慮塑性發(fā)展的內(nèi)力調(diào)幅系數(shù)不宜超過15％。
組合梁中鋼梁的受壓區(qū)，其板件的寬厚比應(yīng)滿足本規(guī)范第9章第9.1.4條的要求。
 

條文說明

11.1 一般規(guī)定
11.1.1 考慮目前國內(nèi)對(duì)組合梁在動(dòng)力荷載作用下的試驗(yàn)資料有限，本章的條文是針對(duì)不直接承受動(dòng)力荷載的一般簡支組合梁及連續(xù)組合梁而確定的。其承載能力可采用塑性分析方法進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于直接承受動(dòng)力荷載或鋼梁中受壓板件的寬厚比不符合塑性設(shè)計(jì)要求的組合梁，則應(yīng)采用彈性分析法計(jì)算。對(duì)于處于高溫或露天條件的組合梁，除應(yīng)滿足本章的規(guī)定外，尚應(yīng)符合有關(guān)專門規(guī)范的要求。
組合梁混凝土翼板可用現(xiàn)澆混凝土板或混凝土疊合板，或壓型鋼板混凝土組合板。混凝土疊合板翼板由預(yù)制板和現(xiàn)澆混凝土層組成，按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50010進(jìn)行設(shè)計(jì)，在混凝土預(yù)制板表面采取拉毛及設(shè)置抗剪鋼筋等措施，以保證預(yù)制板和現(xiàn)澆混凝土層形成整體。
11.1.2 組合梁混凝土翼板可以帶板托，也可以不帶板托。一般而言，不帶板托的組合梁施工方便，帶板托的組合梁材料較省，但板托構(gòu)造復(fù)雜。
組合梁混凝土翼板的有效寬度，系按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50010的規(guī)定采用的。但規(guī)范公式(11.1.2)中的b₂值，世界各國(地區(qū))的規(guī)范取值不一致。如美國AISC b₂≤0.1l(一側(cè)有翼板)；英國水泥及混凝土協(xié)會(huì)b₂≤0.1l_e—0.5b₀(集中荷載作用)；日本AIJ b₂＝0.2l(簡支組合梁)；即b₂取值與梁跨度間的關(guān)系相差較大。同時(shí)與板厚有關(guān)與否也不盡統(tǒng)一。
在計(jì)算混凝土翼板有效寬度時(shí)關(guān)于板厚的取值問題，原規(guī)范的規(guī)定是針對(duì)現(xiàn)澆混凝土而言的。對(duì)預(yù)制混凝土疊合板，當(dāng)按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50010的有關(guān)規(guī)定采取相應(yīng)的構(gòu)造措施后，可取為預(yù)制板加現(xiàn)澆層的厚度；對(duì)壓型鋼板混凝土組合板，若用薄弱截面的厚度將過于保守，參照試驗(yàn)結(jié)果和美國資料，可采用有肋處板的總厚度。
嚴(yán)格說來，樓蓋邊部無翼板時(shí)，其內(nèi)側(cè)的b₂應(yīng)小于中部兩側(cè)有翼板的b₂，集中荷載作用時(shí)的b₂值應(yīng)小于均布荷載作用時(shí)的b₂值，連續(xù)梁的b₂值應(yīng)小于簡支梁的該值。
11.1.3 組合梁的變形計(jì)算可按彈性理論進(jìn)行，原因是在荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合作用下產(chǎn)生的截面彎矩小于組合梁在彈性階段的極限彎矩，即此時(shí)的組合梁在正常使用階段仍處于彈性工作狀態(tài)。其具體計(jì)算方法是假定鋼和混凝土都是理想的彈塑性體，而將混凝土翼板的有效截面除以鋼與混凝土彈性模量的比值α_E(當(dāng)考慮混凝土在荷載長期作用下的徐變影響時(shí)，此比值應(yīng)為2α_E)換算為鋼截面(為使混凝土翼板的形心位置不變，將翼板的有效寬度除以α_E或2α_E即可)，再求出整個(gè)梁截面的換算截面剛度EI_eq來計(jì)算組合梁的撓度。分析還表明，由混凝土翼板與鋼梁間相對(duì)滑移引起的附加撓度在10％～15％以下，國內(nèi)的一些試驗(yàn)結(jié)果約為9％，原規(guī)范認(rèn)為可以忽略不計(jì)。但近來國內(nèi)外的試驗(yàn)研究表明，采用栓釘?shù)热嵝赃B接件(特別是部分抗剪連接件時(shí))該滑移效應(yīng)對(duì)撓度的影響不能忽視，否則將偏于不安全。因此，這次修訂時(shí)就規(guī)定要對(duì)換算截面剛度進(jìn)行折減。
對(duì)連續(xù)組合梁，因負(fù)彎矩區(qū)混凝土翼板開裂后退出工作，所以實(shí)際上是變截面梁。故歐洲規(guī)范ECCS規(guī)定：在中間支座兩側(cè)各0.15l(l為一個(gè)跨間的跨度)的范圍內(nèi)確定梁的截面剛度時(shí)，不考慮混凝土翼板而只計(jì)入在翼板有效寬度b_e范圍內(nèi)負(fù)彎矩鋼筋截面對(duì)截面剛度的影響，在其余區(qū)段不應(yīng)取組合梁的換算截面剛度而應(yīng)取其折減剛度，按變截面梁來計(jì)算其變形，計(jì)算值與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好。連續(xù)組合梁除需驗(yàn)算變形外，還應(yīng)驗(yàn)算負(fù)彎矩區(qū)混凝土翼板的裂縫寬度。因?yàn)樨?fù)彎矩區(qū)混凝土翼板的工作性能很接近鋼筋混凝土軸心受拉構(gòu)件，因此可根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50010按軸心受拉構(gòu)件來驗(yàn)算混凝土翼板最大裂縫寬度w_max，其值不得大于《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50010所規(guī)定的限值。在驗(yàn)算混凝土裂縫時(shí)，可僅按荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合進(jìn)行計(jì)算，因?yàn)樵诤奢d標(biāo)準(zhǔn)組合下計(jì)算裂縫的公式中已考慮了荷載長期作用的影響。
因?yàn)榘逋袑?duì)組合梁的強(qiáng)度、變形和裂縫寬度的影響很小，故可不考慮其作用。
11.1.4 組合梁的受力狀態(tài)與施工條件有關(guān)。對(duì)于施工時(shí)鋼梁下無臨時(shí)支承的組合梁，應(yīng)分兩個(gè)階段進(jìn)行計(jì)算：
第一階段在混凝土翼板強(qiáng)度達(dá)到75％以前，組合梁的自重以及作用在其上的全部施工荷載由鋼梁單獨(dú)承受，此時(shí)按一般鋼梁計(jì)算其強(qiáng)度、撓度和穩(wěn)定性，但按彈性計(jì)算的鋼梁強(qiáng)度和梁的撓度均應(yīng)留有余地。梁的跨中撓度除滿足本規(guī)范附錄A的要求外，尚不應(yīng)超過25mm，以防止梁下凹段增加混凝土的用量和自重。
第二階段當(dāng)混凝土翼板的強(qiáng)度達(dá)到75％以后所增加的荷載全部由組合梁承受。在驗(yàn)算組合梁的撓度以及按彈性分析方法計(jì)算組合梁的強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)將第一階段和第二階段計(jì)算所得的撓度或應(yīng)力相疊加。在第二階段計(jì)算中，可不考慮鋼梁的整體穩(wěn)定性。而組合梁按塑性分析法計(jì)算強(qiáng)度時(shí)，則不必考慮應(yīng)力疊加，可不分階段按照組合梁一次承受全部荷載進(jìn)行計(jì)算。
如果施工階段梁下設(shè)有臨時(shí)支承，則應(yīng)按實(shí)際支承情況驗(yàn)算鋼梁的強(qiáng)度、穩(wěn)定及變形，并且在計(jì)算使用階段組合梁承受的續(xù)加荷載產(chǎn)生的變形時(shí)，應(yīng)把臨時(shí)支承點(diǎn)的反力反向作為續(xù)加荷載。如果組合梁的設(shè)計(jì)是變形控制時(shí)，可考慮將鋼梁起拱等措施。不論是彈性分析或塑性分析有無臨時(shí)支承對(duì)組合梁的極限抗彎承載力均無影響，故在計(jì)算極限抗彎承載力時(shí)，可以不分施工階段，按組合梁一次承受全部荷載進(jìn)行計(jì)算。
11.1.5 部分抗剪連接組合梁是指配置的抗剪連接件數(shù)量少于完全抗剪連接所需要的抗剪連接件數(shù)量，如壓型鋼板混凝土組合梁等，此時(shí)應(yīng)按照部分抗剪連接計(jì)算其抗彎承載力。國內(nèi)外研究成果表明，在承載力和變形都能滿足要求時(shí)，采用部分抗剪連接組合梁是可行的。由于梁的跨度愈大對(duì)連接件柔性性能要求愈高，所以用這種方法設(shè)計(jì)的組合梁其跨度不宜超過20m。
11.1.6 組合梁按截面進(jìn)入全塑性計(jì)算抗彎強(qiáng)度時(shí)，GBJ 17-88根據(jù)原第九章“塑性設(shè)計(jì)”的規(guī)定，將鋼梁材料的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f乘以折減系數(shù)0.9。本規(guī)范已取消此規(guī)定，故本章規(guī)定“鋼梁鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f應(yīng)按本規(guī)范第3.4.1條和3.4.2條的規(guī)定采用”，即不乘折減系數(shù)0.9。
盡管連續(xù)組合梁負(fù)彎矩區(qū)是混凝土受拉而鋼梁受壓，但組合梁具有較好的內(nèi)力重分布性能，故仍然具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。負(fù)彎矩區(qū)可以利用負(fù)鋼筋和鋼梁共同抵抗彎矩，通過彎矩調(diào)幅后可使連續(xù)組合梁的結(jié)構(gòu)高度進(jìn)一步減小。試驗(yàn)證明，彎矩調(diào)幅系數(shù)取15％是可行的。