组合梁的塑性设计方法 概述
钢结构规范GBJ17-88规定,不直接承受动力荷载的组合梁可按塑性设计方法计算使用阶段强度,但其挠度应按弹性方法计算,即:
5q0kl45q1kl45q2kl4
ω=++≤[ω](见上一小点,组合梁的弹性设计)384EIs384EI1384EI2另外,对施工时钢梁下不设临时支承的情况,仍需对钢梁作施工阶段强度、稳定和挠度的计算(按一般钢梁,见本小节1)。 组合梁抗弯强度(即抗弯承载力)的计算方法: 图1 组合梁的塑性设计 (a)中和轴在翼板内(b)中和轴在钢梁内 (1) 塑性中和轴在钢筋混凝土翼板内,即Afp≤behc1fccm (图1a)时: M≤bcxfccmy 式中 x为混凝土受压区高度: x=
Afp
(≤hc1)
bcfccm
M为全部荷载引起的弯矩设计值;钢梁的截面面积;y为钢梁截面形心与混凝土受压区截面形心间的距离;fp为塑性设计时采用的钢材抗拉、抗压和抗弯强度设计值,按弹性设计时的设计值f(表3-3)乘以折减系数0.9。
(2) 塑性中和轴在钢梁截面内,即Afp>behc1fccm(图1b)时:
M≤behc1fccmy1+Acfpy2 式中 Ac——钢梁受压区截面面积,按截面中力的平衡求得如下: Ac=0.5(Afp-bhc1fccm)/fp y1——钢梁受拉区截面形心至翼板截面形心的距离;
y2——钢梁受拉区截面形心至钢梁受压区截面形心间的距离。
组合梁截面上的全部剪力假定仅由钢梁腹板承受且为均匀剪应力,计算公式为: V≤hwtwfvp
式中hw、tw为腹板的高度和厚度;fvp为塑性设计时采用的钢材抗剪强度设计值,按弹性设计时的抗剪强度设计值fv(表1)乘以折减系数0.9。按塑性设计时,按局部稳定和受力构造要求应使钢腹板高厚比h0/tw(或有纵向加劲肋时上下区格的h1/tw和h2/tw)≤72235fy。
表1 钢材的强度设计值(N/mm2)
抗拉、抗压钢材 端面承压
抗剪fv
(刨平顶紧)fce 和抗弯f 钢号 厚度或直径(mm)
≤16 215 125 320 Q235 >16~40 200 115 320 >40~60 190 110 320 ≤16 315 185 445 16Mn钢、
>16~25 300 175 425 16Mnq钢
>25~36 290 170 410 ≤16 350 205 450 15MnV钢、
>16~25 335 195 435 15MnVq钢
>25~36 320 185 415