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荷载标准组合下的挠度挠度最终计算值Δscl := 5( g1k + g2k + ψq ⋅ qk L ⋅ 10 384Bs ( 3 4 mm Δscl = 18.151 Δ L 10 3 mm mm Δ := Δc + max ( Δsc , Δscl = 56.605 = 1 211 结论：变形不满足验算要求 4.7 栓钉数量验算一个剪跨内的剪力计算需要的栓钉数量实际布置的栓钉数量 Vs := min ( As ⋅ f , be ⋅ hc1 ⋅ fc ⋅ 10 nf := Vs ÷ Nvc n := L ⋅ ns ÷ 0.344 −3 Vs = 2.119 × 10 nf = 43.095 n = 69.767 3 KN 个个结论：栓钉数量满足完全抗剪要求 4.8 局部稳定性验算（按《钢规范》11.1.6）钢梁的轴力按《钢规范》表9.1.4 允许宽厚比（翼缘）N := 0 Χb := 9 KN 235 fy 235 fy Χb = 7.272 Χh = 58.172 χb = 6.9 χh = 52.5 允许高厚比（腹板） 3 ⎛ N ⋅ 10 ⎞ Χh := ⎜72 − 100 ⎟⋅ As ⋅ f ⎠⎝设计实际的宽厚比（翼缘）χb := χh := b2 − tw 2t2 hw tw 设计实际的高厚比（腹板）结论：局部稳定满足要求 114.9 混凝土翼板内横向钢筋验算 b-b 界面的剪力设计值 Vlb := ns ⋅ Nvc ⋅ 10 ai 3 Vlb = 285.907 3 N/mm a-a 界面的剪力设计值 ns ⋅ Nvc ⋅ 10 ⋅ b11 Vla := ai ⋅ b e k1 := 0.9 k2 := 0.19 s := 1 Vla = 131.957 N/mm 抗剪承载力折减系数应力单位纵向受剪界面的周边长度 N/mm2 lsb := 120 × 2 + 109 lsa := hc1 lsb = 349 lsa = 76 Asvb = 0.67 Asva = 0.67 VBb = 482.94 VBa = 206.492 mm mm mm2/mm mm2/mm N/mmN/mm 与界面相交的横向钢筋面积 Asvb := Asva := 2Ab 1000 At + Ab 1000 纵向受剪截面的抗剪承载力 VBb := min ( k1 ⋅ s ⋅ lsb + 0.7Asvb ⋅ fy , k2 ⋅ lsb ⋅ fc VBa := min ( k1 ⋅ s ⋅ lsa + 0.7Asva ⋅ fy , k2 ⋅ lsa ⋅ fc 结论：验算满足要求 12。
钢－混凝土组合梁结构计算书编制单位：计算：复核：审查：2009年3月目录1. 设计资料 (1)2. 计算方法 (2)2.1 规范标准 (2)2.2 换算原理 (2)2.3 计算方法 (3)3. 不设临时支撑_计算结果 (3)3.1 组合梁法向应力及剪应力结果 (5)3.2 施工阶段钢梁竖向挠度结果 (7)3.3 结论 (8)3.4 计算过程（附件） (8)4.设置临时支撑_有限元分析计算 (8)4.1 有限于建模 (8)4.2 施工及使用阶段结构内力 (10)4.2.1 施工阶段结构内力 (11)4.2.2 使用阶段结构内力 (12)4.3 组合梁截面应力 (14)4.3.1 截面应力汇总 (14)4.3.2 截面应力组合 (16)4.4 恒载作用竖向挠度 (17)4.4.1 施工阶段竖向挠度 (17)4.4.2 使用阶段恒载作用竖向挠度 (17)4.5 结论 (17)钢－混凝土组合梁结构计算1. 设计资料钢－混凝土组合梁桥，桥长40.84m，桥面宽19.0m；钢主梁高1.6m(梁端高0.7m)，桥面板厚0.35m；钢材采用Q345D级，桥面板采用C50混凝土；车辆荷载采用公路-I 级车道荷载计算。
图 1 横向布置(cm)图 2 桥梁立面(cm)表 1 材料力学指标表材料弹性模量E c(MPa)剪切模量(MPa)泊松比ν轴心抗压强度标准值f ck(MPa)轴心抗压强度设计值f cd(MPa)容许压应力(MPa)线膨胀系数α容重γ(kN/m3)C50混凝土34500138000.232.422.420.4120.0000125.0表2材料力学指标表材料弹性模量E s(MPa)剪切模量G(MPa)泊松比ν16～35mm厚钢材屈服点强度f y(MPa)抗拉、抗压和抗弯强度设计值f(MPa)弯曲基本容许应力(MPa)剪切基本容许应力(MPa)线膨胀系数α容重γ(kN/m3)Q345D钢材206000790000.33252952101200.00001278.5钢主梁沿纵向分3个制作段加工，节段长度为13.6+13.64+13.6m，边段与中段主要结构尺寸（图3）见下表，其余尺寸详见设计图纸表 3 钢主梁主要尺寸表梁高H(mm)下翼板下翼板腹板厚tw(mm)宽(mm)厚tf1(mm)宽(mm)厚tf2(mm)边制作段16004001820842424中制作段16004001820843224图 3 钢梁标准构造(mm)2. 计算方法2.1 规范标准现行《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)第11章《钢与混凝土组合梁》针对不直接承受动力荷载的一般简支组合梁及连续组合梁而确定，对于直接承受动力荷载的组合梁，则应采用弹性分析法计算。
《公路钢结构桥梁设计规范》吴冲同济大学桥梁工程系Tel.021－65983116-2605cwu@交通部行业标准同济大学吴冲Tongji University, Wu Chong12013-7-12大连1公路钢结构桥梁极限状态)承载能力极限状态¾包括构件和连接的强度破坏、结构、构件丧失稳定及结构倾覆¾按承载能力极限状态设计要求计算作用设计值效应的基本组合，组合表达式中的作用采用标准值，并乘以作用分项系数¾各种作用的分项按现行《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60）的规定取用)正常使用极限状态¾包括影响结构、构件正常使用的变形、振动及影响结构耐久性的局部损坏¾按正常使用极限状态,采用不计冲击力的汽车车道荷载频遇值（频遇值系数取为1.0）的计算挠度值)疲劳极限状态¾按疲劳设计荷载计算¾无限寿命设计：应力幅小于S -N 曲线的截止应力幅¾有限寿命设计：基于S -N 曲线和应力幅的线性累计损伤准则同济大学吴冲Tongji University, Wu Chong 22013-7-12大连2 材料及设计指标)钢材牌号¾《碳素结构钢》GB/T 700 ：Q235钢¾《低合金高强度结构钢》GB/T 1591：Q345、Q390和Q420钢)钢材等级¾当桥梁的工作温度t 处于0℃≥t ＞-20℃时Q235和Q345：C 级，冲击韧性应满足试验温度0℃的要求Q390和Q420 ：D 级，冲击韧性应满足试验温度-20℃的要求；¾当桥梁工作温度处于t ≤-20℃时候，Q235和Q345 ：D 级，冲击韧性应满足试验温度-20℃的要求 Q390和Q420 ：E 级，冲击韧性应满足试验温度-40℃的要求。
同济大学吴冲Tongji University, Wu Chong32013-7-12大连2 材料及设计指标)冲击韧性27-40E34-20D 340CQ42027-40E 34-20D 340CQ39027-40E 34-20D 340CQ34527-20D 270C Q235冲击韧性（J ）试验温度（℃）质量等级钢材牌号同济大学吴冲Tongji University, Wu Chong 42013-7-12大连2 材料及设计指标)钢材设计指标：f d =f y /1.25425165285>50～100450175305>35～50480185320>16～35500195335≤16Q420钢395150265>50～100420160280>35～50440170295>16～35465180310≤16Q390钢330125220>50～100350135235>35～50390150260>16～35410160275≤16Q345钢24590165>60～10025595170>40～60270100180>16～40275105185≤16Q235钢f cd f vd f d 厚度(mm)牌号端面承压（刨平顶紧）抗剪抗拉、抗压和抗弯钢材同济大学吴冲Tongji University, Wu Chong 52013-7-12大连3 结构变形与刚度)采用不计冲击力的汽车车道荷载频遇值（频遇值系数取为1.0）的计算挠度值不应超过下表规定表4.2.1 竖向挠度限值l / 300悬索桥加劲梁l / 400斜拉桥主梁l / 300梁的悬臂端部l / 500简支或连续板梁l / 500简支或连续桁架限值桥梁结构形式注：表中l 为计算跨径，l 1为悬臂长度。
浅谈钢混结合段实用构造及计算方法摘要：以开原市大清河大桥主拱钢混结合段为例，分析钢混结合段的实用构造及计算方法，综合运用空间分析和平面计算相结合的方法，准确高效地进行结构受力变化分析，保证结构受力安全合理。
关键词：主拱钢混结合1、情况简介大清河大桥主桥采用梁拱组合结构，主梁为70+120+90+50=330m的变截面预应力混凝土连续梁，主跨钢拱在120m+90m的主跨范围内设置，钢拱外倾为展翅形。
梁拱组合部分桥型布置图如下图。
图1梁拱组合部分桥型布置图2、设计与计算2.1、要点本桥由于跨径大，且为不对称跨径，所以主桥主跨采用梁拱组合共同受力结构。
由于主跨钢拱为异形拱，本桥受力难点之一为拱梁相接位置钢混结合段的受力分析。
由于主跨钢拱异形外倾，所以受弯剪扭作用效应均很大，故本次设计对该部位进行了细致的分析。
S0位置钢混段预应力布置图2.2、钢混结合段内力表使用《MIDAS》软件建立整体空间模型，计算分析并得出钢混结合段位置的内力结果，为后续的计算分析提供设计依据，具体计算结果见下表。
钢混结合段内力表2.3、平面分析计算通过excel编制的计算表格，对钢混结合面钢结构部分和混凝土部分分别进行计算分析。
钢截面验算：混凝土截面验算：2.3、空间分析计算采用Midas Civil 2010 ( V7.8.0 Release No.1) 对所计算部位进行建模分析。
结构计算模型图钢结构应力结果来看，最大峰值应力为117Mpa，整个结构多数应力均低于100Mpa，S0钢混段钢结构受力良好。
混凝土结构结果来看，最大峰值拉应力为3.67Mpa，但是以上应力只在很小的区域出现，且扩散较快；最大峰值压应力为23.19Mpa，且扩展较快，整个混凝土结构普遍应力在2Mpa~20Mpa之间，满足规范要求。
4、结语该桥的钢混结合段受力复杂，同时受到弯、剪、扭共同作用，且轴力很小，属于大偏心受弯构件。
因此我们采用了空间分析和平面分析相结合的计算分析方式，充分利用了空间分析和平面分析各自的优点，为类似结构的计算分析提供了一定参考。
组 合 梁 计 算基本数据输入:组合梁跨度： l=7000mm 梁间距a=2500mm 组合梁截面总高：h=540mm 砼等级：C 30f c=15N/mm 2f cm =16.5N/mm 2E c = 3.00E+04N/mm 2楼承板型号：YX76 楼承板特性：h c1=64mm h c 2=76mm h c =140mmb 0=150mm S 0=2350mm1.截面特性计算：（1）钢梁钢材：Q345f =315N/mm 2fv =185N/mm 2断面：BH 400x5x150x6x150x6上翼缘：b 2=150mm t 2=6mm 下翼缘：b 1=150mm t 1=6mm 腹 板：h w =388mmt w =5mm 钢梁截面：A s=3740mm 2 重量29.4kg/m钢梁中和轴的位置：y s =200mm钢梁截面惯性矩：I s =9.42E+07mm 4 钢梁上翼缘的弹性抵抗矩：W s2= 4.71E+05mm 3 钢梁下翼缘的弹性抵抗矩：W s1= 4.71E+05mm 3（2）组合梁钢与砼弹性模量比：αE =6.87 钢筋砼翼缘板计算宽度：b e =l /6+l /6+b 0=2483.333mm b e =S 0/2+S 0/2+b 0=2500mm b e =6h c1+6h c1+b 0=918mm 取b e =918mmb e,eq =133.7mm钢筋砼翼缘板的截面面积：A ce =58752mm 2换算成钢截面的组合梁截面面积：A 0=12296mm 2 钢梁至组合梁截面中和轴的距离：y x =414mm >=h=400mm中和轴在混凝土板内！钢筋砼翼缘板的截面惯性矩：I ce = 2.01E+07mm 4组合梁换算成钢截面时的惯性矩：I 0== 3.44E+08mm 4组合梁换算截面中的钢筋砼板顶边（点4）的截面抵抗矩：W 04= 2.74E+06mm 3组合梁换算截面中的钢筋砼板顶边（点3）的截面抵抗矩：W 03= 5.58E+06mm 3组合梁换算截面中的钢筋砼板顶边（点2）的截面抵抗矩：W 02= 2.40E+07mm 3组合梁换算截面中的钢筋砼板顶边（点1）的截面抵抗矩：W 01=8.30E+05mm 3（3）考虑砼的徐变影响时，组合梁的截面特性换算钢截面组合梁的面积：A '0=8018mm 2 钢筋砼翼板顶面至组合截面中和轴的距离：y 'x =364mm换算钢截面组合梁的惯性矩：I '0= 2.85E+08mm 4组合梁换算截面中的钢筋砼板顶边（点4）的截面抵抗矩：W '04= 1.62E+06mm 3组合梁换算截面中的钢筋砼板顶边（点3）的截面抵抗矩：W '03= 2.55E+06mm3组合梁换算截面中的钢筋砼板顶边（点2）的截面抵抗矩：W '02=########mm 3组合梁换算截面中的钢筋砼板顶边（点1）的截面抵抗矩：W '01=7.82E+05mm 32.第一受力阶段（施工阶段）的验算：(此时全部由钢梁受力)（1）弯矩及剪力的验算：钢梁自重：0.35KN/m221)()5.0(s x s s c x EceE ce y y A I h y h A I -++--+αα楼板自重： 3.00KN/m 2g 1k =7.85KN/m 施工荷载：q c =1.5KN/m 2 p 2k =11.60KN/mp 2=14.67KN/m弯矩：M 1=89.87KN ·m剪力：V 1=51.35KN（2）钢梁的强度、稳定和挠度的验算： 钢梁上翼缘应力：σ1=190.81 N/mm 2 钢梁下翼缘应力：σ2=190.81 N/mm 2 钢梁剪应力：τ=26.47 N/mm 2 挠度：w=18.7 mmw / l=1/3743.第二受力阶段（使用阶段）的验算：（1）弯矩及剪力的验算：找平层重：g 2=1.0KN/m 2活荷载：q 2k =2.5KN/m 2梁上墙自重：g w=0.0KN/m p 2k =8.75KN/mp 2=11.75KN/m弯矩：M 2=71.97KN ·m 剪力：V 2=41.13KN（2）组合梁的抗弯强度计算：1）在垂直荷载作用下的正应力：钢筋砼翼缘板顶边（点4）的应力：σc4=-3.83 N/mm 2<=fcm=16.50 N/mm 2OK!钢筋砼翼缘板底边（点3）的应力：σc3=-1.88 N/mm 2<=fcm=16.5N/mm 2OK!钢梁上翼缘（点2）应力：σs2=-119.5 N/mm 2<=0.9f=283.5N/mm 2OK!钢梁下翼缘（点1）应力：σs1=209.2 N/mm 2<=0.9f=283.5N/mm 2OK!2）钢梁的剪应力：τ=38.2N/mm 2<=fv=185N/mm 2OK!3)组合梁的挠度：p 2k1=6.875KN/mw =16.51 mmw / l=1/4244.连接件计算：截面在翼缘板与钢梁的接触面处的面积矩：S 0=8.02E+05mm 3v max =95.8 N /mm 选用圆柱头焊钉直径：φ19As=283.5mm 2 每个栓钉的抗剪承载力设计值：N v c =0.7A s f=39694N梁上布置栓钉的列数：n =2该梁的半跨梁分为3区段1 区段：长度：4000mm 剪力 V =95.8 N /mm 每排栓钉间距 a 1=828.46 mm, 取为820 mm 2 区段：长度：0mm 剪力 V =-13.7 N /mm 每排栓钉间距 a 2=#########mm, 取为-5,800 mm 3 区段：长度：-500mm 剪力 V =-13.7 N /mm 每排栓钉间距 a 3=#########mm, 取为-5,800 mm02I S V。
《公路钢结构桥梁设计规范》吴冲同济大学桥梁工程系Tel.021－65983116-2605cwu@交通部行业标准同济大学吴冲Tongji University, Wu Chong12013-7-12大连1公路钢结构桥梁极限状态)承载能力极限状态¾包括构件和连接的强度破坏、结构、构件丧失稳定及结构倾覆¾按承载能力极限状态设计要求计算作用设计值效应的基本组合，组合表达式中的作用采用标准值，并乘以作用分项系数¾各种作用的分项按现行《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60）的规定取用)正常使用极限状态¾包括影响结构、构件正常使用的变形、振动及影响结构耐久性的局部损坏¾按正常使用极限状态,采用不计冲击力的汽车车道荷载频遇值（频遇值系数取为1.0）的计算挠度值)疲劳极限状态¾按疲劳设计荷载计算¾无限寿命设计：应力幅小于S -N 曲线的截止应力幅¾有限寿命设计：基于S -N 曲线和应力幅的线性累计损伤准则同济大学吴冲Tongji University, Wu Chong 22013-7-12大连2 材料及设计指标)钢材牌号¾《碳素结构钢》GB/T 700 ：Q235钢¾《低合金高强度结构钢》GB/T 1591：Q345、Q390和Q420钢)钢材等级¾当桥梁的工作温度t 处于0℃≥t ＞-20℃时Q235和Q345：C 级，冲击韧性应满足试验温度0℃的要求Q390和Q420 ：D 级，冲击韧性应满足试验温度-20℃的要求；¾当桥梁工作温度处于t ≤-20℃时候，Q235和Q345 ：D 级，冲击韧性应满足试验温度-20℃的要求 Q390和Q420 ：E 级，冲击韧性应满足试验温度-40℃的要求。
同济大学吴冲Tongji University, Wu Chong32013-7-12大连2 材料及设计指标)冲击韧性27-40E34-20D 340CQ42027-40E 34-20D 340CQ39027-40E 34-20D 340CQ34527-20D 270C Q235冲击韧性（J ）试验温度（℃）质量等级钢材牌号同济大学吴冲Tongji University, Wu Chong 42013-7-12大连2 材料及设计指标)钢材设计指标：f d =f y /1.25425165285>50～100450175305>35～50480185320>16～35500195335≤16Q420钢395150265>50～100420160280>35～50440170295>16～35465180310≤16Q390钢330125220>50～100350135235>35～50390150260>16～35410160275≤16Q345钢24590165>60～10025595170>40～60270100180>16～40275105185≤16Q235钢f cd f vd f d 厚度(mm)牌号端面承压（刨平顶紧）抗剪抗拉、抗压和抗弯钢材同济大学吴冲Tongji University, Wu Chong 52013-7-12大连3 结构变形与刚度)采用不计冲击力的汽车车道荷载频遇值（频遇值系数取为1.0）的计算挠度值不应超过下表规定表4.2.1 竖向挠度限值l / 300悬索桥加劲梁l / 400斜拉桥主梁l / 300梁的悬臂端部l / 500简支或连续板梁l / 500简支或连续桁架限值桥梁结构形式注：表中l 为计算跨径，l 1为悬臂长度。
