编者注
近三十年来，各类钢结构在我国得到了广泛的应用，其快速发展推动了对其设计方法的研究。由于研究方法的现代化，钢结构稳定性理论、抗震设计理论和组合结构理论取得了长足进步，钢结构新技术及其支撑技术也不断涌现。虽然钢结构应用广泛，钢结构设计规范已进入第四版，即2017年版，但钢结构设计仍有很多需要改进的地方，例如外露柱脚的地脚螺栓是否可以参与抗剪力和抗剪承载力如何计算？外柱脚的外混凝土层是钢柱的支撑还是与钢柱共同构成钢管混凝土（SRC）柱？抗震结构梁柱节点域应设计为强节点域还是弱节点域？ ，ETC。浙江大学童根树教授在参与钢结构相关规范制定时思考了这些问题，并带领团队进行了相关深入研究。在注重理论的同时，他也青睐工程应用，积累了大量良好的设计经验。为进一步推动和推动我国钢结构设计方法和技术的发展，特邀请童根树教授就其在钢结构设计研究方面的新观点、新方法、新成果进行一系列介绍，以造福大家。广大读者，欢迎大家交流讨论。
概括
推导了钢-混凝土组合梁的等效抗弯刚度，发现其由两部分组成：一是楼板和钢梁绕其质心轴的抗弯刚度，二是楼板作为梁的等效抗弯刚度。上弦、下弦钢梁、螺栓。钉子作为腹杆的桁架刚度，给出了简单的计算公式。还介绍了螺柱的剪切挠度和抗滑移刚度。
1 组合梁界面滑移
图1为钢-混凝土楼板组合梁；与普通梁不同的是，钢-混凝土界面处的螺柱是柔性连接件，受力后会滑移；平坦截面的假设对于整个截面不再成立。
图1 钢-混凝土组合梁
螺栓剪切后的变形如图2所示。这种变形为界面滑移；单位面积的抗滑移刚度为kslip（N/mm2）。螺栓的抗滑移刚度可作为螺栓的承载能力。标准值的1～1.25倍。
图2 螺栓的受力与变形
2弯曲平衡微分方程
考虑界面滑移的理论是由著名的New-mark等人提出的。 1951年。相关平衡微分方程为：
式中：Ic、Is分别为楼板和钢梁绕各自质心的转动惯量； E和Ec分别为钢材和混凝土的弹性模量； w 为挠度； q 是梁上的分布载荷； B 是假设平坦截面（无界面滑移）下的载荷 组合梁截面的弯曲刚度计算如下：
设钢梁质心与楼板质心之间的距离为hsc，
为楼板为上弦、钢梁为下弦组成的桁架截面的弯曲刚度，如图3所示。
图3 组合梁与桁架类似
3等效弯曲刚度
由于设计规范允许混凝土和钢材的塑性充分发挥，组合梁的强度计算不需要求解微分方程，但挠度计算需要知道等效弯曲刚度，以简化计算。等效刚度的获取方法如下：
假设简支梁承受正弦分布载荷：
那么挠度也是一个正弦函数，即：
代入式（1）可得跨中挠度：
式（5）中等号右边第二项解释：参见格子压杆临界荷载计算公式。假设格子型压杆截面的转动惯量为Ib，条带体系的剪切刚度为S，则格子型压杆的临界载荷为：
将式(5)与式(6)进行比较，取桁架弯曲刚度为
钢材强度设计值，则桁架剪切刚度取为：
因此，组合梁的荷载由两个子结构共同承受：第一个子结构以楼板和钢梁的独立刚度抵抗荷载（不存在联合作用，总刚度为EIs+EcIc） ），第二个子结构为点阵结构 对于杆件模型（桁架模型），刚度公式为式（5）等号右边第二项。将两部分相加得到方程(5)。
尽管方程 (5) 是针对正弦分布载荷导出的，但它可以应用于任何载荷情况。对于相关文献中介绍的均布荷载、跨中集中荷载和三点集中荷载的简支梁，其准确解为 挠度公式最终可以将刚度降为式（5），精度极高。
获得等效弯曲刚度后，组合梁的挠度可按普通梁计算。
此外，还有以下重要结论：组合梁的力学模型，即平衡微分方程（1）与节肢剪力墙的力学模型完全相同。请参阅《钢结构面内稳定性》。
4 组合梁的剪切挠度
组合梁的剪力要求由钢梁来承受，而组合梁中钢梁的截面比纯钢梁小得多，因此剪切变形所占比例较大在组合梁中。组合梁中考虑钢梁剪切变形的方法是计算剪切挠度ws并加上弯曲挠度。因此，均匀荷载作用下的跨中剪力挠度为：
式中：G为钢材剪切模量； Aw为钢梁腹板面积；系数0.8是考虑到弹性阶段楼板也承受部分剪力而引入的折减系数。
5 螺栓抗滑移刚度
螺柱的抗滑移刚度是挠度计算中的重要参数。不幸的是，国家标准没有提供这种硬度。 EU 4附录中只提到Φ19螺栓的抗滑移刚度可以为100 kN/mm。事实上，螺栓埋在混凝土中，类似于埋在地基土中的桩基。可采用弹性空间基础模型，计算挠度作为使用极限状态。因此，采用弹性刚度，并考虑根部螺栓和混凝土的局部塑性来引入折减量。系数，再考虑螺栓是否锚固在钢板上或下方是否有钢梁腹板等，可得：
式中：d为螺栓直径； χF为螺栓根部嵌入系数； χc为混凝土强度影响系数； fck为混凝土强度标准值。表1示出了式(9)的计算结果。
表1 螺栓抗滑移刚度(tf/d=0.5,fy=)
当螺栓面向腹板时，χF取1.0。当螺栓在钢板上时，有：
来源
童根树.钢-混凝土组合梁的刚度[J].钢结构（中英文）钢材强度设计值，2022, 37(10): 50-52.
DOI：10.13206/j。
