加荷至混凝土翼缘板板底开裂后，钢梁的应变速率加快，组 合梁的变形增长速度大于荷载的增长速度，荷载－变形曲线开始 偏离原来的直线。当钢梁下翼缘达到曲服后，组合梁的挠度变形 显著增大，组合梁的工作进入弹塑性阶段
34
3.3.1 组合梁正截面受力性能
3、塑性阶段 加荷至破坏荷载的
90％以上时，组合梁跨 中的挠度变形大幅度增 长，荷载－变形曲线基 本呈水平趋势发展，此 时组合梁的工作已进入 塑性工作阶段。
（2）连接件的刚度对滑移分布有着重要的影响。 （3）混凝土的强度对组合梁交接面上滑移有一定 的影响。
38
§ 3.4 组合梁按弹性理论分析
3.4.1 截面几何特征值
1、换算截面 组合梁在正弯矩作用下按弹性理论进行截面分析时，应根
据截面应变相同且总内力不变的原则，将受压混凝土板的有效 宽度折算成与钢材等效的换算截面宽度，见图3.4.1。
50
2、钢梁正应力计算
（1）单向弯曲 钢梁在单向弯矩M x 的作用下，其截面的正应
力应满足下式要求：
Mx f
xWnx （2）双向弯曲
钢梁在双向弯矩和的共同作用下，其截面正 应力应满足下列要求：
51
2、钢梁正应力计算
Wx M y f
xWnx yWny
式中 M x`M y ——绕X轴和Y轴的弯矩设计值，对工字 形截面， X轴为强轴 Y轴为弱轴；
Wnx`Wny ——对X轴和Y轴的净截面抵抗拒； x` y ——截面塑性发展系数，工字形截面分别
取1.05、1.2，箱形截面均取1.05；
f ——钢材的抗弯强度设计值。
52
2、钢梁正应力计算
当钢梁当受压翼缘的自由外伸宽度与其厚度比值
b / t 13 235/ f y （图3.4.4 ），但能满足下列公式要求时，
47
4、考虑混凝土徐变的截面抵抗矩
A0c beqhc1 A
I
c 0
beqhc31 12
beqhc1
y0c 0.5hc1
2
I s As
y
y
c 0
2
W0tc
I
c 0
y0c hc1
W0bc
I
c 0
H y0c
W0cc
I
c 0
y
c 0
48
3.4.2 施工阶段组合梁计算
在楼板的混凝土未达到强度设计值以前，全部荷载 由组合梁中的钢梁承受，所以，施工阶段只需对钢梁 进行计算，其计算内容为；钢梁的正应力计算、剪应 力计算、整体稳定计算和钢梁挠度计算。此时称为组 合梁的第一受力阶段。
y0
W0b
I0 H y、荷载短期效应组合下截面弹性抵抗矩 （2）中和轴在板下（见图3.4.3）
45
3、荷载短期效应组合下截面弹性抵抗矩（中和轴在板下）
A0 beq A
I0
be q hc31 12
beqhc1
y0 0.5hc1
2 I s As
y y0
4
依据规范：
《高层民用建筑钢结构技术规程》 JGJ 99-98 • 弹性设计；
• 塑性设计。
《钢结构设计规范 》GB50017—2003
• 仅有——塑性设计。
5
钢—混凝土组合梁设计内容
重点掌握完全抗剪连接组合梁的设计方法；
弹性
压区
施工阶段
？ 有无
支撑
钢梁
设 计
方法
砼换 算为 钢
使用阶段
短期
抗弯 抗剪 折算应力
在施工阶段,当钢梁受压翼缘的自由长度与其宽度 之比不超过表3.4.1规定数值时,可不进行整体稳定验 算。
49
1、荷载计算
（1）永久荷载 混凝土板、模板及钢梁的自重。
（2）可变荷载 1） 施工活荷载；工人、施工机具及设备等自重。 2） 附加活荷载 附加管线、混凝土堆放、混凝土泵等以及过 量冲击效应适当的增加荷载。
应取
x 。1.0
对于工字截面梁
b
235
15
t
fy
对于箱形截面梁
b0 40 235
t
fy
53
3、钢梁剪应力计算
在主平面内受弯的实腹式钢梁,其腹板的剪应力
应满足下列条件：
1
V1 S 0 It w
fv
4 、钢梁的整体稳定性
组合梁中的钢梁部件,当其受压翼缘的自由长度 与宽度比值超过表3.4.1中规定的限值时,应按下式 验算楼板混凝土未凝固前的钢梁整体稳定性：
17
3.1.2 组合梁工作的基本原理
非组合梁
18
3.1.2 组合梁工作的基本原理
组合梁 若在钢梁的上翼缘设置足够的抗剪连接件并 深入混凝土板形成整体，则可阻止混凝土板与钢 梁之间产生的相对滑移，使二者的弯曲变形协调， 共同承担荷载作用，即形成组合梁。 在荷载作用下，组合梁截面仅有一个中和轴， 混凝土板主要承受压力，钢梁主要承受拉力。
35
3.3.1 组合梁正截面受力性能
图3.3.3 组合梁截面实测应变图
36
3.3.2 组合梁交接面的滑移特征
37
3.3.2 组合梁交接面的滑移特征
2、影响组合梁交接面上滑移的因素 （1）由图3.3.4可以看出，在荷载作用初期，荷
载－滑移曲线明显呈线性关系，当荷载达到极限荷
载的70%时，滑移增长速度明显大于荷载的增长速度。
22
3.1.4 组合梁的施工方法
2. 施工阶段组合梁下设临时支撑 施工阶段在组合梁下设置临时支撑，临时支撑的数量根据组合梁的跨度大小
来确定，当跨度L大于7m时，支撑不应少于3个，当跨度L小于7m时，可设置 1~2个支撑。支撑设置的精确数量应根据施工阶段的变形来确定。这时，组合梁 不必进行施工阶段的计算，按使用阶段进行计算，全部荷载均由组合梁承受。设 置临时支撑可以减少组合梁在使用阶段的挠度，但需要较多的连接件来抵抗钢梁 与混凝土板之间的相对滑移。
且板托的高度不应大于混凝土板得厚度的1.5倍
27
5、钢梁 （1）截面尺寸
组合梁中的钢梁,其截面高度不应小于组 合梁截面高度(包括板托)的1/2.5 ,即 h 0.4H （2）截面形状和加劲肋
28
3.2.3 主、次梁的连接
29
§ 3.3 组合梁试验结果分析
3.3.1 组合梁正截面受力性能
由试验结果知；从加荷到破坏，组合梁 正截面经历弹性、弹塑性和塑性三个受力阶 段，见图3.3.1
离,并用
y
c 0
表示。
42
3、荷载短期效应组合下截面弹性抵抗矩 （1）中和轴在板内（见图3.4.2）
43
3、荷载短期效应组合下截面弹性抵抗矩（中和轴在板内）
A0 beqhc1 A
I0
beqhc31 12
beqhe1
yo 0.5hc1
2 Is
As
y y0
2
W0t
I0 hc1
即：把混凝土换算为钢
39
1、换算截面
y0
图3.4.1
40
1、换算截面
（1）荷载短期效应组合时
beq be / E （2）荷期长期效应组合时
beq be / 2 E
（3.4.1）
（3.4.2）
式中 beq——混凝土翼板换算为钢材的等效宽度；
be
E
——混凝土翼板的有效宽度； ——钢材弹性模量E与混凝土模量Ec的比值 。
塑性理论计算方法适用与计算承受静力荷载或间接 动力荷载作用下的组合梁截面计算。计算时考虑构件截 面上的应力重分布。
21
3.1.4 组合梁的施工方法
组合梁的施工方法主要有以下两种：
1. 施工阶段组合梁下不设临时支撑 对施工阶段不设临时支撑的组合梁，计算分析时应按两阶段考虑：
（1）在施工阶段，即混凝土板的强度达到75%以前，钢梁的自重、混凝土板的 自重和施工活荷载由钢梁承受，并按《钢结构设计规范》规定的方法计算； （2）在使用阶段，即当混凝土板的强度达到75%的设计强度后，用弹性理论计 算承载力时，使用荷载和第二阶段增加的恒载由组合截面承受。用塑性理论方 法计算时，则全部荷载由组合梁承受。
41
2、换算截面重心轴(中和轴)的位置
y0
Ai yi Ai
(3.4.3)
需将其Ai 换—算—成第钢个材单单元元的进截行面计面算积,；对混凝土单元
yi ——第个单元重心轴距截面顶边得距离。
当考虑混凝土得徐变影响时,应将公式3.4.2
代入公式3.4.3进行计算,即可求得考虑混凝土徐
变影响的组合截面的重心轴距组合截面顶边的距
至混凝土板顶混凝土板厚度不应小于50mm. 当楼板采用普通钢筋混凝土板时,混凝土板的厚度
不应小于100mm. 组合梁混凝土板厚，一般以10mm为模数，经常采
用的板厚为100mm、120mm、140mm、160mm 。 3、混凝土板的有效宽度
be b0 b1 b2
25
3、混凝土板的有效宽度
26
4、板托尺寸 板托顶部的宽度与板托高度之比应不小于1.5,
塑性
弹塑性
B
A
弹性
30
31
简支组合梁破坏形态
32
连续组合梁破坏形态
33
3.3.1 组合梁正截面受力性能
1、弹性阶段 在荷载作用初期，组合梁整体工作性能良好，荷载－变形曲
线基本上呈线性增长，当荷载达极限荷载的50%左右时，钢梁的 下翼缘开始屈服，而钢梁其它部分还有还处于弹性工作状态 2、弹塑性阶段
7
3.1.1 钢-混凝土组合梁的组成
钢与混凝土组合梁截面由钢梁、翼板(或加 板托）和抗剪连接件等组成，见图3.1.1。
8
9
1、翼缘板
（1）现浇钢筋混凝土翼缘板，见图3.1.2
10
（2）预制钢筋混凝土翼缘板，见图3.1.3