钢-混凝土组合箱梁的侧向屈曲

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发布时间：2021-09-12

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钢一混凝土组合箱梁的侧向屈曲
蒋丽忠，孙林林
(中南大学土木建筑学院，湖南长沙410075)
摘要：本文通过对组合箱梁侧向失稳形式的理论分析，提出组合箱梁稳定性分析的计算模型，采用能量法对
钢一混凝土组合箱梁负弯矩区的侧向稳定性进行探讨，推导在等端弯矩作用下组合箱梁在弹性受力阶段时的临
界失稳弯矩计算公式，确定箱型组合梁负弯矩区稳定设计的修正方法和建议意见，通过研究对比表明本文提出
的计算公式比现行组合梁的稳定理论和计算方法具有更高的可靠性和经济性。
关键词：箱型钢一混凝土组合梁；侧向失稳：失稳模型：临界弯矩
中图分类号：TU398+．9 文献标识码：A 文章编号：1672—7037(2008)03—0005—05
钢一混凝土组合箱梁是在钢结构，混凝土结
构，和薄壁箱梁基础上发展起来的一种新型结构
形式，它由结构上部的混凝土板和下部的钢箱梁
组成，混凝土板和钢箱梁之问通过剪力连接件进
行连接。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、增
加有效使用空问，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应用。
在实际结构中，混凝土翼缘板的抗弯、抗扭
刚度很大，混凝土板通过栓钉与钢箱梁上翼缘紧
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，
梁的失稳包括受压下翼缘的侧向失稳、腹板的局
部失稳、下翼缘侧向失稳与腹板局部失稳同时发
生的相关失稳3种形式。在负弯矩区域，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，工程界用的方法既不统一，结果也过
于保守。
本文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
用能量法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；下翼缘受压，虽然有
可能产生一些侧向位移和扭转角，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
向失稳可以定义为伴随钢梁腹板侧向受弯的形变
侧向失稳。