钢-混凝土组合梁侧向稳定承载力

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发布时间：2021-09-12

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钢一混凝土组合梁侧向稳定承载力
蒋丽忠。李兴
(中南大学土木建筑学院，湖南长沙410075)
摘要：鉴于钢一混凝土组合梁在负弯矩作用下，组合梁中“工”字钢梁的下翼缘受压，在没有侧向支承的情况下，很容易出
现整体失稳的现象，根据组合梁整体失稳的形式建立了2种失稳模型，并采用能量法对组合梁负弯矩区的侧向稳定性进行
探讨，给出组合梁在弹性受力阶段临界弯矩的计算公式。与现有的方法相比较，给出的承载力计算公式具有更高的可靠
性。
关键词：钢一混凝土组合梁；失稳模型；侧向失稳；临界弯矩
中图分类号：U448．38 文献标识码：A 文章编号：1672—7029(2006)06—0014—05
Lateral buckling elastic solution of steel--concrete composite
beams acted onlts ends with an equal constant bending moment
Jt~NG Li-zhong，13 Xing
(School of Civil and Architectural Engineering，Central South University，Ch,~ ha 410075，China)
Abstract：I—shaped steel beam’s bottom flange is subjected to compressive force in negative bending regions of com—
posite beams，SO lateral buckling easily OCCUl'8 without lateral bracing．Two models of lateral bucking were given on the
basis of composite beams’buckling form，composite beams’lateral buckling Was studied in negative bending regions
by the energy method ，and the formula which Was used to calculate critical bending moment in the elastic stage Was de
duced ．The formulas for beating capacity have the advantage of higher reliability and economical eficiency comparied
’vith other methods．
Key words：steel—concrete composite beams；buckling form ；lateral bucking；critical moment
钢一混凝土组合梁是由型钢或焊接“工”字钢
通过抗剪连接件与混凝土形成整体共同承受外部
荷载的作用。由于这种结构能充分发挥钢材受拉、
混凝土抗压，使结构具有承载力高、塑性和韧性好、
施工方便、经济效果显著的优势，在大跨度桥梁和
高层建筑中得到广泛的应用。
在实际结构中，因为混凝土翼缘板的抗弯、抗
扭刚度很大，同时，由于混凝土板通过栓钉与“工”
字钢梁上翼缘紧密地连成一体，所以，对于组合梁
正弯矩区不存在侧向失稳验算问题。但在组合梁
的负弯矩区域，钢梁下翼缘在承受较大的可变荷载
以及不利荷载分布时，呈受压状态而产生侧向失
稳，并伴随钢梁腹板的横向变形，很容易出现整体
失稳的现象。但是，在我国现行钢结构设计规范中
没有组合梁稳定设计的内容，工程界基本沿袭非约
束工字钢梁的稳定设计方法或者采用弹性地基梁
上非变轴力压杆稳定求解方法。方法既不统一，结
果也过于保守。在此，本文作者根据钢一混凝土组．
合梁整体失稳的形式建立相应的失稳模型，并根据
简化的计算模型采用能量对钢一混凝土组合梁负
弯矩区的侧向稳定性进行研究，给出组合梁在弹性
受力阶段临界弯矩的计算公式。
1 基本假定
组合梁中的“工”字钢梁，与自由的简支钢梁
(非约束钢梁)的侧向失稳不同，它的上翼缘嵌固在
刚度较大的混凝土翼缘板上，侧向变形和扭转变形
都受到了一定程度的约束；它的下翼缘受压，虽然
有可能产生侧向位移和扭转角，但也不是完全自由
而是受到腹板的侧向约束，因此，组合梁的侧向失