滑移效应对钢-混凝土组合梁的影响综述

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发布时间：2021-09-16

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滑移效应对钢一混凝土组合梁的影响综述
张永康，高晓明
(无锡市政设计研究院有限公司，江苏无锡214072)
摘要：近年来，钢一混凝土组合梁在桥梁中的应用越来越广泛。但是长期以来，钢一混凝土组合梁的计算以换算截面法为主，均
未考虑滑移这一不利因素。该文总结了聂建国等提出的考虑滑移效应的钢一混凝土组合梁变形和强度计算方法，并介绍了其基
本推导过程。
关键词：滑移效应；钢一混凝土组合梁；变形计算公式；折减刚度法；强度计算公式
中图分类号：U441 文献标识码：A 文章编号：1009—7716(2013)05—0087—03
0引言
钢一混凝土组合结构是继钢结构、混凝土结
构后出现的一种新型结构，它吸取了钢结构和混
凝土结构的优点、避免了各自的缺点，成为高层和
大跨结构中广为采用的结构型式。在采用栓钉等
柔性抗剪连接件的钢一混凝土组合梁的交界面上
存在相对滑移变形，它不仅使梁的挠度增大，而且
还使组合梁截面的弹性抗弯强度减小，现行换算
截面法尚未考虑这一不利影响。本文对考虑滑移
效应的钢一混凝土组合梁的强度和变形的计算方
法做了总结和介绍。
1考虑滑移的钢一混凝土组合梁变形计算
的一般公式
钢一混凝土组合梁的显著优点之一是承载力
高、刚度大，应用于实际工程时往往采用比较大的
跨高比，因此精确地确定组合梁的挠度使其满足
正常使用极限状态下的要求尤为重要。实验结果
表明，按现行换算截面法得到的组合梁变形计算
值小于实测值，这意味着用换算截面法计算组合
梁的变形偏于不安全，应当引起组合梁设计人员
的注意。
聂建国等提出了一个计算滑移引起的附加变
形的公式，其基本假定为：(1)交接面上的水平剪
力与相对滑移成正比；(2)钢梁和混凝土翼缘具有
相同的曲率。另外考虑到钢一混凝土组合梁在使
用荷载作用下，其钢梁处于弹性工作阶段，混凝土
翼缘的最大压应变也位于应力一应变曲线的上升
段，这已被大量实验和数值计算结果所证实。因
此，为了简化起见，在分析滑移效应时可以近似地
将组合梁作为弹性体来考虑(见图1)。
针对简支钢一混凝土组合梁受跨中集中荷载
作用下变形公式推导如下：
收稿日期：2013—02—21
作者简介：张永康(1987一)，男，山东菏泽人，助理工程师，从
事桥梁工程设计工作。
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图1简支钢．混凝土组合梁及其截面、微段梁变形模型
1．1 推导内力平衡相关方程
由假设(1)可得：
pv=KS (1)
由水平内力的平衡可得：
x=O _dc=Iv (2)
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分别对钢梁和混凝土左侧形心取矩，可得：
一 +( + ) 一rdx譬一 =0 (3)
Ms—Ms +(Vs+rdx)dx—rdx =0 (4)
两侧同除以就可以得到：
警+Vc=争一孚 (5)
+ =争一字 (6)
又由竖向力平衡可得：
+ =P／2 (7)
由(5)、(6)及(7)式可得钢梁弯矩、混凝土翼
缘弯矩、剪力和荷载之间的关系：
掣+十 +十一：一 — 一