5。承载能力极限状态计算5 1、抗弯承载力计算5、1,1 按塑性理论计算钢.混凝土组合梁截面的抗弯承载力时，要求构件的稳定问题不能先于截面塑性前发生。故对钢梁板件的宽厚比作出较严格的限制。以避免由于板件局部失稳而降低构件的承载力 参考欧洲规范4的要求、采用塑性方法设计时、为了保证构件的塑性发展、采用钢材的力学性能应满足强屈比ƒu ƒy。1，10、伸长率不小于15、相应于抗拉强度ƒu的应变εu不小于15倍屈服时的应变εy 受弯钢,混凝土组合梁根据钢结构稳定与截面塑性发展之间的关系,按欧洲规范4可以分为,第一类截面，全截面达到塑性.并可形成塑性铰,改变结构形成内力重分布.第二类截面、全截面可达到塑性、但不能形成塑性铰 稳定问题先于塑性铰出现、第三类截面,截面边缘达到塑性.稳定问题先于全截面塑性出现.第四类截面,稳定问题先于塑性出现，即承载能力完全由局部稳定控制,第一类.第二类截面可采用塑性计算截面抗弯承载力.第三类截面可采用弹塑性计算截面承载力。第四类截面一般设计上是不允许采用的,截面的分类按照受压翼缘板及腹板各自的不同情况进行判定。本条规定参考了欧洲规范4的相关规定，以第一 二类截面进行控制。当板件宽厚比不满足表5.1，1的限值,但满足本规范构造要求的截面时，可采用弹性方法计算截面抗弯承载能力,即应变满足平截面假定、应力应变关系满足虎克定律 截面边缘应力达到材料设计强度的条件来计算截面承载能力.即。roσ，ƒ,2 式中。σ,基本组合下钢筋 钢梁或混凝土的计算应力值，MPa ƒ.钢筋。钢梁或混凝土的强度设计值.MPa 用塑性设计方法计算截面承载能力。其最终的极限状态可不考虑施工过程及徐变,收缩.温度作用的影响.采用弹性设计方法时,其应力的极限状态为继承应力、故应计入这些作用的影响,5，1 2 当钢梁同时受弯受剪时.由于腹板剪应力的存在。截面的抗弯承载能力会有所降低。或者反过来说,当截面中有了较大的弯矩作用后.截面的抗剪承载能力会有所降低，对于简支梁。一般不出现上述情况、除了在跨中弯矩最大处还有较大的集中力作用。对于连续梁的中支点处截面、受弯受剪最大必然同时出现，但根据试验表明，当桥面板的纵向配筋率较大,满足Artƒsd,0，15Asƒd 普通钢筋与钢梁的力比大于0.15.的要求时 抗剪承载能力有较大的提高,抗弯承载能力也可不考虑剪力的影响.当不满足本条规定时,抗弯承载能力可根据下列规定计算。1。当剪力设计值小于50。的剪力承载能力时，仍可不考虑剪力对抗弯承载能力的影响，2 当剪力设计值等于100 的剪力承载能力时,抗弯承载能力仅由钢梁翼缘和纵向钢筋提供、3,当剪力设计值在50。100.的剪力承载能力之间时，抗弯承载力可在上述两种状态中线性内插、5,1,3，栓钉等抗剪连接件在传递钢梁和混凝土桥面板交界面上的水平剪力时会发生变形 从而在交界面上引起滑移.使钢 混凝土组合梁截面的极限抗弯强度降低,因此在计算钢、混凝土组合梁抗弯强度时应考虑滑移效应的影响.本条给出了考虑滑移效应和混凝土桥面板内普通钢筋作用的正弯矩作用下的钢 混凝土简支组合梁极限抗弯强度计算公式,由于混凝土桥面板和钢梁之间有相对滑移.极限状态时混凝土桥面板和钢梁中都存在中和轴,钢。混凝土组合梁截面抗弯强度计算分四种情况。混凝土桥面板内中和轴在两层钢筋之间且钢梁内中和轴在钢梁上翼缘内，混凝土桥面板内中和轴在两层钢筋之间且钢梁内中和轴在钢梁腹板内.混凝土桥面板内中和轴在下层钢筋以下且钢梁内中和轴在钢梁上翼缘内、混凝土桥面板内中和轴在下层钢筋以下且钢梁内中和轴在钢梁腹板内。本条所列的正弯矩作用区段钢.混凝土组合梁抗弯强度计算公式是结合理论公式和相关试验结果拟合得出的 详见 钢、混凝土组合梁单调静力性能和设计理论研究报告。钢 混凝土组合桥梁设计规范，编制组 2010。混凝土桥面板面积计算时应考虑承托的面积 按照本规范，现行国家标准,钢结构设计规范.GB.50017、欧洲规范4 美国钢结构规范AISC，Specification。for Structural.Steel、Buildings,Approved.by、the，American，Institute of、Steel.Construction、Committee，2005.英国钢结构规范.British。Standerd Structural、use,of。steel。work,in,building,BS5950 3、1990,S Chen，Load,carrying。capacity，of、composite。beams.prestressed,with.external，tendons，under。positive，moment Journal,of.Constructional。Steel，Reseach.2005 Vol，61。4.515,530、和聂建国。钢,混凝土组合梁强度 变形和裂缝的研究，博士后出站报告、北京。清华大学、1994.中公式分别对规范编制组完成的试验和其他相关试验中的23根钢.混凝土组合梁的抗弯强度进行了验算 详见、钢.混凝土组合梁单调静力性能和设计理论研究报告。钢,混凝土组合桥梁设计规范,编制组 2010，结果表明.按照本规范公式计算得到的结果与试验结果误差较小，平均误差为0，2 标准差为0 058。5 1.4、本条给出了体外预应力筋的极限应力的计算方法，体外预应力筋的极限应力是体外预应力筋的有效应力加上应力增量,应力增量的计算分为塑性中和轴在板内和钢梁内两种情况。根据本规范编制组完成的试验结果，应力增量的计算公式是根据选用的参数进行拟合而得出的。按照本规范，S。Chen.Load.carrying。capacity、of、composite beams。prestressed.with.external tendons,under，positive,moment Journal，of，Constructional Steel,Reseach.2005,Vol.61 4。515、530 和聂建国 钢 混凝土组合梁强度、变形和裂缝的研究.博士后出站报告，北京,清华大学.1994。中公式分别对规范编制组完成的试验和其他相关试验中的14根钢。混凝土组合梁体外预应力筋极限应力增量和极限应力进行了验算、详见，钢 混凝土组合梁单调静力性能和设计理论研究报告,钢、混凝土组合桥梁设计规范、编制组。2010 结果表明。按照本规范公式计算得到的预应力筋极限应力增量和极限应力与试验值结果误差较小,平均误差分别为6。3.和2，5 标准差分别为0 098和0、035。