®ETABS 集成化的建筑结构分析与设计软件系统 组合梁设计 北京金土木软件技术有限公司 Computers and Structures, Inc. 北京车公庄大街19号 Berkeley, California, USA Version 8 中国建筑标准设计研究所 100044 2003-09
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2003年9月 组合梁设计 目 录 组合梁设计 一般性设计信息..................................1-1 设计规范.............................................................................................1-1 单位.....................................................................................................1-1 以组合梁设计的梁.............................................................................1-1 组合梁的截面要求.....................................................................................1-1 组合梁的材料属性要求.............................................................................1-2 组合梁的其它要求.....................................................................................1-2 默认按组合梁设计的框架单元.................................................................1-2 组合梁框架设计过程的覆盖功能.............................................................1-3 程序如何优化设计组.........................................................................1-3 使用价格选择最佳梁截面.................................................................1-5 设计荷载组合.....................................................................................1-6 分析截面与设计截面.........................................................................1-6 测站.....................................................................................................1-7 组合梁设计过程..................................2-1 一栋新建筑物的设计过程.................................................................2-1 一栋现有建筑物的检查.....................................................................2-3 交互式组合梁设计................................3-1 构件标识.............................................................................................3-1 楼层ID.....................................................................................................................3-1 i
组合梁设计 梁标签.....................................................................................................................3-1 设计组.....................................................................................................................3-1 截面信息.............................................................................................3-2 自动选择列表.......................................................................................................3-2 优化.........................................................................................................................3-2 上一次分析............................................................................................................3-2 当前设计/下一次分析.........................................................................................3-2 可选截面列表.....................................................................................3-3 重定义.................................................................................................3-3 截面按钮................................................................................................................3-3 覆盖项按钮............................................................................................................3-4 临时.....................................................................................................3-4 组合按钮................................................................................................................3-4 显示细节.............................................................................................3-4 图示按钮................................................................................................................3-4 细节按钮................................................................................................................3-4 直接在模型上绘制的数据..........................4-1 概述.....................................................................................................4-1 在模型上显示标签.............................................................................4-1 设计数据.............................................................................................4-2 应力比.................................................................................................4-4 挠度比.................................................................................................4-4 输入数据........................................5-1 简述.....................................................................................................5-1 使用打印组合梁设计表对话框.........................................................5-1 材料属性输入数据.............................................................................5-2 截面属性输入数据.............................................................................5-2 ii
目 录 楼板属性输入数据.............................................................................5-3 设计首选项输入数据.........................................................................5-4 梁覆盖项输入数据.............................................................................5-6 输出细节........................................6-1 概述.....................................................................................................6-1 使用打印组合梁设计表格对话框.....................................................6-1 组合梁输出摘要.................................................................................6-2 组合梁属性......................................7-1 梁属性.................................................................................................7-1 金属楼板和平板属性.........................................................................7-3 抗剪栓钉属性.....................................................................................7-4 盖板.....................................................................................................7-4 混凝土板的有效宽度..............................8-1 检查有效平板宽度的位置.................................................................8-1 多重楼板类型或沿梁长度的方向.....................................................8-2 有效平板宽度上的斜梁影响.............................................................8-5 有效平板宽度上的开洞影响.............................................................8-6 有效板宽度和转换截面属性.............................................................8-7 梁的无支撑长度与设计检查位置....................9-1 概述.....................................................................................................9-1 梁支撑点的确定.................................................................................9-2 梁的用户自定义无支撑长度.............................................................9-3 概述.........................................................................................................................9-3 用户自定义的均布支撑与点支撑....................................................................9-3 点支撑.....................................................................................................................9-3 均布支撑................................................................................................................9-4 iii
组合梁设计 设计检查位置.....................................................................................9-6 设计荷载组合...................................10-1 概述...................................................................................................10-1 悬臂后端跨的特殊活载样式...........................................................10-1 连续跨的特殊活载样式...................................................................10-3 梁挠度与起拱...................................11-1 挠度...................................................................................................11-1 悬臂梁悬挑部分挠度报告................................................................................11-3 起拱...................................................................................................11-3 梁振动.........................................12-1 概述...................................................................................................12-1 振动频率...........................................................................................12-1 最小Murray阻尼要求.........................................................................12-3 初始位移振幅...................................................................................12-3 抵抗脚步落下影响的梁有效个数..................................................................12-4 参考文献...........................................................................................12-6 在一个组合梁上的抗剪栓钉分布...................13-1 概述...................................................................................................13-1 组合梁段...........................................................................................13-1 梁上翼缘的实际端...........................................................................13-2 在一个组合梁段中抗剪栓钉的分布..............................................................13-5 程序如何在一个梁上分布抗剪栓钉...............................................13-5 当程序从左到右工作时所用的公式..............................................................13-6 组合梁段 1 的测站...........................................................................................13-6 组合梁段n的测站，n > 1...................................................................................13-7 当程序从右左到工作时所用的公式..............................................................13-8 iv
目 录 组合梁段最右端的测站....................................................................................13-8 不在组合梁段最右端的测站...........................................................................13-8 在一个组合梁段中抗剪栓钉的最大与最小数目........................................13-9 一个有关多重设计荷载组合的注意提示.......................................13-9 在一个组合梁段中适合的抗剪栓钉数目............14-1 简述...................................................................................................14-1 实心板或楼板肋方向平行于梁跨度...............................................14-1 楼板肋方向垂直于梁跨度...............................................................14-4 在梁侧上的不同楼板类型或方向...................................................14-6 用户自定义的抗剪栓钉样式.......................15-1 指定一个用户自定义的抗剪栓钉样式...........................................15-1 梁长度上均匀间隔的抗剪栓钉.......................................................15-1 在指定梁区域中的附加抗剪栓钉...................................................15-3 定义附加的梁区域.............................................................................................15-3 一个用户自定义的抗剪栓钉样式示例..........................................................15-6 程序如何以用户定义的抗剪栓钉检查一个梁...............................15-7 v
2003年9月 组合梁设计 技术注释 1 一般性设计信息 当使用此程序进行组合梁设计的时候，本技术注释提供了一些有用的基本信息和概念。 设计规范 使用选项菜单 > 首选项 > 组合梁设计命令设置设计规范。可以在任何一种设计过程中选择任何一种设计规范进行设计。在相同的设计运行中不能以一个规范设计一部分梁，而以另一种不同的规范设计其它梁。然而，可以使用不同的设计规范运行不同的设计，而不需重新运行分析。 单位 对于此程序中的组合梁设计，可使用任何一致的单位组用于输入。通常，设计规范基于一组指定的单位。技术注释的组合梁设计系列中的文档使用千磅－英寸－秒单位，除非另外定义。 其次，任何单位系统都可用于在程序中定义与设计一个建筑。 使用状态栏上的下拉菜单或使用各个对话框上有效的下拉菜单可随时改变单位系统。 注意： 可在组合梁设计中使用任何一组单位并且可在设计中改变单位。 以组合梁设计的梁 组合梁的截面要求 只有I形与槽形梁能以组合梁设计。I形与槽形梁可从嵌入程序的截面数据库中选择，或由用户自定义。可用定义菜单 > 框架截面命令，并点击添加I/宽翼缘或添加槽形截面选项来指定用户自定义截面。 注意：在截面设计器中定义的梁截面总是被当做一般截面。因此，如果在截面设计器中定义一个I形或槽形截面，程序将会把它视为一般截面而不是一个I形或槽形的截面，并且将不允许以一个组合梁设计它。 技术注释 1-1设计规范
一般性设计信息 组合梁设计 注意： 在截面设计器程序中定义的梁截面不能以组合梁设计。 组合梁的材料属性要求 如果要按组合梁设计一个梁，该梁的材料属性数据中的设计类型必须指定为钢。 使用命令定义菜单 > 材料属性 > 修改/显示材料检查梁。 组合梁的其它要求 用以代表组合梁的线对象的类型必须是“梁”。换句话说，梁单元必须位于一个水平平面中。在一个线对象上右击，弹出线信息对话框以检查线的类型。 对于组合梁，梁的局部2轴必须是垂直的。局部2轴的角度显示在线信息对话框的指定标签中。 注意： 代表一个组合梁的线对象应该从支座到支座。组合梁不能使用在一个单一组合梁的支座之间的多重相邻线对象建模。 代表一个组合梁的线对象应该从支座到支座。对于一个悬臂梁的悬挑部分，线对象应该从悬挑端到悬挑支撑。悬臂梁后端跨应该使用一个单独的线对象建模。如果不这样悬臂梁建模，对于弯矩与剪力的分析结果仍然是正确的，但是组合梁的设计过程将可能不正确。 默认按组合梁设计的框架单元 程序将会默认使用本技术注释文档中说明的设计过程设计某些框架单元。这些单元必须符合下列各项限制： 梁必须符合在此技术注释“组合梁截面要求”小节中描述的截面要求。 梁必须符合在此技术注释“组合梁材料属性要求”小节中描述的材料属性要求。 梁必须符合在此技术注释“组合梁其它要求”小节中描述的其它要求。 至少梁的一侧必须支承以一个楼板截面指定的楼板。(不是一个平板或墙截面)楼板可以是填充的、未填充的或一个实心板。当楼板是未填充的时候，梁将会通过组合梁设计后处理器设计而且将会只是被设计为一个非组合梁。 该梁不能连续地框架接入与一个柱或一个支撑进行框架式连接。该梁不能作为框架梁接入柱或支撑。梁的两端的主轴弯曲连接必须为铰接（以局部3轴为参照）。 技术注释 1-2 以组合梁设计的梁
组合梁设计 一般性设计信息 组合梁框架设计过程的覆盖功能 对于钢梁设计可能的三个设计过程是： 组合梁设计 钢框架设计 不设计 默认情况下，将钢截面按照组合梁或者钢框架设计。对所有满足在前一小节“默认以组合梁设计的框架”单元中所描述要求的钢截面，默认以组合梁设计过程设计。所有其它的钢框架单元，默认使用钢框架设计过程设计。 通过选择梁并且点击设计菜单 > 覆盖框架设计过程更改所使用的默认设计过程。只有指定给一个单元的设计过程对那一个单元是有效的，这一个更改才能成功。举例来说，如果选择两个钢梁，一个I形截面和另外一个管型截面，并且尝试将设计过程更换成组合梁设计，将会对I形截面执行所作的修改，但是不对管型截面执行，因为对于组合梁设计过程它不是一个有效的截面。如果一个截面符合在前面本技术注释的“组合梁材料属性要求”和“组合梁其它要求”中指定的要求，那么它对组合梁设计过程是有效的。 注意：组合梁设计过程的文档允许非组合地设计一个梁。组合梁设计的一个覆盖是指定所选的梁是以组合梁设计还是以一个有最小栓钉数目的非组合梁设计，或者是无抗剪栓钉的非组合梁设计。这些覆盖不影响设计过程。把覆盖项改为非组合梁设计的一种，并不把设计过程从组合梁设计改变到钢框架设计。在此情况下，非组合梁设计仍然在组合梁设计后处理器之内运行。 使用组合梁设计程序，不考虑平面外的弯曲，而且不设计细长的截面。这是与钢框架设计后处理器的区别。因此，获得的设计结果对于某些梁可能是不同的，取决于所用的设计过程。 最后要注意，可以给一个梁指定组合梁设计过程，即使那一个梁不支承任何的楼板，或者没有指定平板。在这些情况下，该梁将会被组合梁设计后处理器设计为一个非组合梁。 程序如何优化设计组 本节描述了程序为一个设计组选择最佳截面的处理方法。在本描述中，注意术语截面与术语梁之间的区别，术语截面指的是一个自动选择截面列表中的梁截面；而术语梁指的是设计组中的一个特定单元。 当考虑设计组的时候，程序首先在设计组中放弃任何没被分配给自动选择截面列表的梁。 随后，程序检视指定给设计组每个梁的自动选择截面列表并产生一个新列表，其中含有设计组的所有自动选择列表通用的截面。程序按升序排列分类这个新的通用截面列表，基于截面重量(面积)从最小的截面排列到最大的截面。 技术注释 1-3程序如何优化设计组
一般性设计信息 组合梁设计 注意： 当以设计组设计的时候，程序会尝试很快地除去不适当的梁。 然后程序在设计组中以最大的设计正弯矩查找梁，即找到“准临界梁”。程序然后为通用截面列表的所有截面检查准临界梁的设计。对准临界梁不适当的梁的任何截面，将从通用截面列表中除去，以使列表变短。这个新列表是比较短的通用截面列表。比较短的通用截面列表仍然基于截面重量(面积)升序排列。 现在程序将用此较短的通用截面列表中的第一个截面 (重量[面积]最小的)，在设计组中检查所有的梁。如果是在梁重量的基础上执行优化，并且该截面对设计组的所有梁都是适当的，则最佳截面已被确定。如果该截面对某个梁是不适当的，将测试较短通用截面列表中的下一个截面，直到发现一个截面对设计组的所有梁都是适当的。 如果优化是基于价格而不是基于重量，则程序先找到较短通用截面列表中的第一个对所有梁都适当的截面(也就是最低重量的那一个)。下一步它计算该第一个适当截面的成本，然后确定理论上的最重截面。此最重截面的成本等于这个适当截面，通过以适当截面梁的总价(钢十起拱十抗剪栓钉)除以钢的单价而获得。此处假定单独钢截面的成本等于或高于适当截面的总成本，该截面的总成本不可能少于适当截面的总成本。程序随后检查较短通用截面列表中的任何其它截面是否有一个重量少于或等于计算的最重截面。如果其它截面之中的任何一个也是适当的，将为它们计算一个成本。最后，选择具有最低成本的截面作为最佳截面给设计组。 不管优化是基于重量还是成本，如果在较短通用截面列表中的所有截面都被试验过，并且对所有梁没有适当的截面，程序将对设计组中的每个梁基于它自己的自动截面列表进行设计，并且忽略设计组其余的梁。如果某个特定梁没有一个截面在自动选择截面列表中是适当的，程序将用红色字体显示自动截面选择列表中最小控制比的截面。注意：该控制比可基于应力或挠度。 注意： 默认情况下，程序基于重量选择最佳的组合梁，而不是基于价格。 技术注释 1-4 程序如何优化设计组
组合梁设计 一般性设计信息 使用价格选择最佳梁截面 有关以重量和价格优化梁的特别提示 当一个梁以重量最佳化的时候，程序在内部将基于钢的面积最佳化梁（盖板除外，如果它存在）。 因此，在这种情况下对钢指定的重量密度是不相关的。 当一个梁以价格最佳化的时候，程序将梁的体积（包括盖板,如果它存在）、梁的重量密度、在钢材料属性中规定的每单位重量价格乘以确定钢的相关价格。 程序将梁的体积（包括盖板,如果它存在）、梁的重量密度、在组合梁首选项中定义的起拱每单位重量价格乘以确定起拱的相关价格。 抗剪连接器的价格通过将抗剪连接器的总数与组合梁首选项中定义的每个连接器的价格相乘来确定。 梁的总价通过钢、起拱和抗剪连接器价格总计决定。 因此，当一个梁以价格最佳化的时候，钢的重量密度是很重要的，而且必须正确指定要正确计算的价格。 注意：梁的体积通过钢梁面积(加上盖板的面积，如果使用)乘以从支座中心到支座中心的梁长度进行计算。 默认情况下，当自动选择截面列表被指定给梁的时候，程序基于钢梁(不包括盖板，如果它存在)的重量交替比较可接受的组合梁设计，以决定最佳截面。重量最少的梁被考虑为最佳截面。选择最佳截面不考虑所需的抗剪栓钉数目或是否需要梁起拱。 通过点击选项菜单 > 首选项 > 组合梁设计命令，可要求程序使用价格来确定最佳截面，选择价格标签并设定“价格最佳化”项为是。如果要求基于价格分析，程序将基于它们的价格交替比较可接受的梁设计，并选择成本最少的那一个作为最佳的截面。 对于成本比较，指定钢、抗剪栓钉和梁起拱成本。使用定义菜单 > 材料属性命令，将钢的成本指定为钢材料属性的一部分。在组合梁首选项中指定抗剪栓钉和梁起拱成本。 程序根据梁的单位重量指定钢与起拱的成本，比如，该梁的每磅成本。抗剪栓钉成本以每栓钉的成本指定。通过为钢、抗剪栓钉和起拱分配指定不同的价格，可影响最佳截面的选择。在比较中不包含盖板的成本(但是如果它被包括在内，对于所有的梁截面它会是一样的)。 参见前面“特别注意有关以重量和价格将梁最佳化”以获得更多的信息。 技术注释 1-5使用价格选择最佳梁截面
一般性设计信息 组合梁设计 设计荷载组合 使用组合梁设计后处理器，可考虑三种分别的荷载组合类型。它们是： 施工荷载强度设计荷载组合 使用阶段强度设计荷载组合 使用阶段挠度设计荷载组合 对于每种类型，可按需要指定任意多的荷载组合。除此之外，程序为悬臂梁生成特殊的活载样式。关于组合梁设计后处理器设计荷载组合的更多信息，参见技术注释组合梁设计：设计荷载组合。 分析截面与设计截面 分析截面是当点击分析菜单 > 运行分析命令的时候，那些用于分析模型的截面属性。设计截面是当前最近被设计的截面，因此指定为当前设计截面。 提示： 理解分析截面和设计截面之间的区别是很重要的。 最后使用过的分析截面与当前的设计截面可能是不同的。举例来说，可能已经使用一个 W18X35 的梁运行了分析，然后在设计中发现一个 W16X31 梁起作用。在这种情况下，最后使用过的分析截面是 W18X35 ，而当前的设计截面是 W16X31 。在完成设计过程之前，确认最后使用过的分析截面与当前设计截面是相同的。对于此任务设计菜单 > 组合梁设计 > 校验分析截面与设计截面命令是非常有用的。 程序将分别记住分析截面和设计截面。有关分析和设计截面注意下列各项： 使用指定菜单 > 框架/ 线 > 框架截面命令指定给某个梁一个框架截面属性，将指定该截面同时为分析截面和设计截面。 使用分析菜单 > 运行分析命令(或相关的工具栏按钮)运行一个分析，将始终设定分析截面与当前的设计截面相同。 使用指定菜单 > 框架/ 线 > 框架截面命令给一个框架截面指定一个自动选择列表，将设计截面初始设定为自动选择列表中的中等重量梁。 解锁模型将删除设计结果，但是不删除或变更设计截面。 使用设计菜单 > 组合梁设计 > 选择设计组合命令改变一个设计荷载组合，将删除设计结果，但是不删除或改变设计截面。 使用定义菜单 > 荷载组合命令改变一个设计荷载组合，将删除设计结果，但是不删除或改变设计截面。 技术注释 1-6 设计荷载组合
组合梁设计 一般性设计信息 使用选项菜单 > 首选项 > 组合梁设计命令改变任意组合梁设计首选项，将删除设计结果，但是不删除或改变设计截面。 对于含有静态非线性力的任何荷载组合，删除静力非线性分析结果也删除了设计结果。通常，当执行下列操作之一时静力非线性分析与设计结果都被删除： 9 使用定义菜单 > 框架非线性铰属性命令重新定义现有铰或定义新的铰。 9 使用定义菜单 > 静力非线性/Pushover工况命令，重新定义现有铰或定义新的静力非线性荷载工况。 9 使用指定菜单 > 框架/线 > 框架非线性铰命令添加或删除铰。 还要注意：对于含有静态非线性力的荷载组合，这些操作只删除结果。 测站 测站是沿框架构件设定的位置。这些位置用于：显示计算得到的内力、进行设计、作为内力图形显示的绘图点。输出内力图时，这些测站处绘有精确值，测站之间以直线段相连。测站位于构件上用户定义的位置和集中荷载作用的位置。用指定菜单可为框架构件指定测站位置。 注意：可使用视图菜单查看测站位置。 对于组合梁设计，程序沿着梁在每个测站检查弯矩、剪力和挠度。对非测站的点，程序不检查其弯矩、剪力和挠度。 技术注释 1-7测站
2003年9月 组合梁设计 技术注释 2 组合梁设计过程 此技术注释描述使用本程序进行一个基本的组合梁设计过程。虽然要遵循的准确步骤可能改变，但基本的设计过程应该与在此处的描述类似。将会分别描述一栋新建筑物的设计以及一栋现有建筑物的检查过程。组合梁设计系列中的其它技术注释可以提供更多信息。 一栋新建筑物的设计过程 下列步骤说明了新建筑中一个典型组合梁设计的过程。注意：虽然下列步骤的顺序可能会有所变化，但基本步骤大致相同。 1、使用选项菜单 > 首选项 > 组合梁设计命令选择组合梁设计规范，并检查其它组合梁设计的首选项，如有必要可作修改。注意：已为全部组合梁设计首选项提供了默认值，因此无需定义任何首选项，除非希望修改一些默认的数值。有关首选项的更多信息，请参见技术注释组合梁设计：首选项AISC-ASD89及组合梁设计：首选项AISC-LRFD93。 2、按卷1及2中描述，创建建筑模型。 3、使用分析菜单 > 运行分析命令运行建筑分析。 4、如有必要，使用设计菜单 > 组合梁设计 > 查看/修订覆盖项命令可指定组合梁覆盖项。注意：在使用此命令前必须先选定梁。还要注意：已为全部组合梁设计覆盖项提供了默认数值，因此无需定义任何覆盖项，除非希望修改一些默认数值。可以在运行分析命令之前或之后指定覆盖项。有关覆盖项的更多信息，请参见技术注释组合梁设计：覆盖项AISC-ASD89与组合梁设计：覆盖项AISC-LRFD93。 5、如有必要，可使用设计菜单 > 组合梁设计 > 选择设计组命令指定设计组。注意：必须已经选用了对象并单击指定菜单 > 组名命令创建了一些组。 6、对于组合梁设计，如果要建立与 ETABS 所默认不同的荷载组合，可单击设计菜单 ＞ 组合梁设计 ＞ 选择设计组合命令。注意：必须已单击定义菜单 > 荷载组合命令创建了自己的设计组合。有关设计荷载组合的更多信息，请参见技术注释组合梁设计：设计荷载组合。在组合梁设计中对于施工荷载、使用阶段强度荷载以及使用阶段挠度荷载，都需要分别规定它们的设计荷载组合。 可以用下面的命令将这三种情况的设计荷载组合一一予以规定：设计菜单 > 组合梁设计 > 选择设计组合命令。 技术注释 2-1一栋新建筑物的设计过程
组合梁设计过程 组合梁设计 7、点击设计菜单 ＞ 组合梁设计 ＞ 开始结构设计/检查命令，运行组合梁设计。 8、要查看组合梁设计结果，执行下列操作之一： a. 点击设计菜单 ＞ 组合梁设计 ＞ 显示设计信息命令可在模型上显示设计输入与输出信息。欲知详情，请参见技术注释组合梁设计：在模型上直接绘制的数据。 b. 当设计结果已显示时，在梁上右击以进入交互式设计模式并交互地设计此梁。注意：当在此模式时，可以在屏幕上看图（荷载、弯矩、剪力及挠度）以及观看设计细节。欲知详情，请参见技术注释交互式组合梁设计。 如果当前没有显示出设计结果（且设计已被运行），则可单击设计菜单 > 组合梁设计 > 交互式组合梁设计命令，然后右击一个梁进入该梁的交互式设计模式。 c. 使用文件菜单 > 表格打印 > 组合梁设计命令来打印组合梁设计数据。如果在使用此命令前已选择了一些梁，则打印数据只限于所选的梁。欲知详情，请参见技术注释组合梁设计：输入数据AISC-ASD89、组合梁设计：输入数据AISC-LRFD93、组合梁设计：输出细节AISC-ASD89以及组合梁设计：输出细节AISC-LRFD93。 d. 使用设计菜单 >组合梁设计 > 检查所有通过的构件命令确认没有应力过大的构件，否则不可接受。 9、使用设计菜单 > 组合梁设计 > 改变设计截面命令可修改所选梁截面的梁设计截面属性。 10、单击设计菜单 > 组合梁设计 > 开始结构设计/检查命令，可使用新的截面属性重新运行组合梁设计。使用步骤 8 说明的方法查看结果。 11、使用分析菜单 > 运行分析命令重新运行结构分析。注意：分析所使用的梁截面属性都是最新指定的设计截面属性。 12、点击设计菜单 ＞ 组合梁设计 ＞ 开始结构设计/检查命令，重新运行带有新分析结果和新截面属性的组合梁设计。使用步骤 8 说明的方法查看结果。 13、如有必要，再次使用设计菜单 > 组合梁设计 > 改变设计截面命令，可修改所选梁的设计截面属性。 14、如有必要，可多次重复步骤 11、12 和 13。 注意： 在程序中，组合梁设计是一个迭代的过程。通常需要多次重新运行分析与设计才可完成一个设计。 1、选择所有梁，并单击设计菜单 > 组合梁设计 > 使自动选择截面为空命令。这就会从所选梁中删除所有自动选择截面列表的指定。 2、使用分析菜单 > 运行分析命令重新运行结构分析。注意：分析所使用的梁截面属性都是最技术注释 2-2 一栋新建筑物的设计过程
组合梁设计 组合梁设计过程 新指定的设计截面属性。 3、单击设计菜单 > 组合梁设计 > 开始结构设计/检查命令，可使用新的截面属性重新运行组合梁设计。使用上述步骤说明的方法查看结果。 4、单击设计菜单 > 组合梁设计 > 校验分析截面与设计截面命令，可验证所有使用设计截面是否与最近一次使用的分析截面相符合。 5、如有必要，使用文件菜单 > 表格打印 > 组合梁设计命令可打印所选组合梁设计结果。有关更多信息，请参见技术注释组合梁设计：输出细节AISC-ASD89与组合梁设计：输出细节AISC-LRFD93。 特别要注意设计是一个迭代的过程。开始分析时所用的截面通常与使用设计时所用的截面不相同。必须确保使用使用的梁截面尺寸进行结构分析，然后用分析所得来的力进行设计检查。使用设计菜单 >组合梁设计 > 校验分析与设计截面命令，可核查此设计截面是否与分析截面相同。 一栋现有建筑物的检查 下列步骤是对一个现有建筑的一个典型组合梁进行检查的过程。由于不需要重复，所以大体上，检查过程比一栋新建筑物的设计过程更容易。注意：虽然下列步骤的顺序可以改变，但基本步骤大致相同。 提示： 用户可在组合梁覆盖项的抗剪栓钉选项里定义自己的抗剪栓钉样式。这将允许以组合楼板框架模拟现有结构。 1、使用选项菜单 > 首选项 > 组合梁设计命令选择组合梁设计规范，并检查其它的组合梁设计首选项，如有必要可作修改。注意：已为全部组合梁设计首选项提供了默认数值，因此无需定义任何首选项，除非希望修改一些默认的数值。有关首选项的更多信息，请参见技术注释组合梁设计：首选项AISC-ASD89与组合梁设计：首选项AISC-LRFD93。 2、按卷1及2中说明，创建建筑模型。 3、使用分析菜单 > 运行分析命令运行结构分析。 4、使用设计菜单 > 组合梁设计 > 查看/修订覆盖项命令可指定组合梁覆盖项，包括用户自定义的抗剪栓钉样式。注意：在使用该命令前必须先选好梁。有关覆盖项的更多信息，请参见技术注释组合梁设计：覆盖项AISC-ASD89与组合梁设计：覆盖项AISC-LRFD93。 5、点击设计菜单 > 组合梁设计 > 开始结构设计/检查命令，运行组合梁设计。 6、执行下列操作之一，可查看组合梁设计结果： 技术注释 2-3一栋现有建筑物的检查
组合梁设计过程 组合梁设计 a. 点击设计菜单 ＞ 组合梁设计 ＞ 显示设计信息命令，可在模型上显示设计输入与输出信息。欲知详情，请参见技术注释组合梁设计：在模型上直接绘制的数据。 b. 当设计结果已显示时，在一个梁上右击以进入交互式设计与查看模式，并检查该梁的设计。注意：在此模式时可以在屏幕上查看图（荷载、弯矩、剪力及挠度）以及观看设计细节。欲知详情，请参见技术注释交互式组合梁设计。 如果当前没有显示出设计结果（且设计已被运行），则可单击设计菜单 > 组合梁设计 > 交互式组合梁设计命令，然后右击一个梁进入此梁的交互式设计模式。 c. 使用文件菜单 > 表格打印 > 组合梁设计命令来打印组合梁设计数据。如果在使用此命令前已选择了一些梁，则打印数据只限于所选的这些梁。 d. 使用设计菜单 >组合梁设计 > 检查所有通过的构件命令确认没有应力过大的构件，否则不可接受。欲知详情，请参见技术注释组合梁设计：输入数据AISC-ASD89、组合梁设计：输入数据AISC-LRFD93、组合梁设计：输出细节AISC-ASD89和组合梁设计：输出细节AISC-LRFD93。 技术注释 2-4 一栋现有建筑物的检查
2003年9月 组合梁设计 技术注释 3 交互式组合梁设计 交互式组合梁设计有很强的功能，可以通过它检查任何组合梁的设计结果，交互地改变设计假定，并可立即查看修改结果。 注意：要使交互式设计模式生效，必须已经运行一个设计。 在一个梁上右击，同时在当前的屏幕上显示设计结果，以进入交互式设计模式并交互地设计此梁。如果没有显示出设计结果（且设计已被运行），则可单击设计菜单 > 组合梁设计 > 交互式组合梁设计命令，然后右击一个梁。 下列各小节描述包含在交互式组合梁设计与检查对话框中的各项功能特性。 构件标识 楼层ID 这是与该组合梁有关的楼层ID。 梁标签 这是与组合梁有关的标签。 设计组 如果在梁设计中选择了设计组，该列表框显示该梁所指定的设计组名称。如果该梁是某个设计组的一部分而该设计组没被选择，显示N/A。如果该梁没有指定在任何设计组中，显示“无”。 如果该梁按照由交互式组合梁的设计与检查对话框所生成的修改结果被重新设计，则忽略设计组，只考虑单一梁。因此一旦在交互式组合梁的设计与检查对话框中进行了一次梁设计，设计组方框不是显示“N/A”就是显示“无”。 用户不能直接编辑该列表框的内容。 技术注释 3-1构件标识
交互式组合梁设计 组合梁设计 截面信息 自动选择列表 该下拉框显示了对梁指定的自动选择截面列表名称。对于该梁如果没有指定自动选择列表，显示“无”。用户可将该项改变成另一个自动选择列表或“无”，同时对话框和设计结果将立即更新。如果将该数据项改变为“无”，设计对当前设计/下一次分析的截面属性进行。 优化 如果给梁指定了一个自动选择截面列表，该列表框显示按组合梁首选项所指定的重量或价格确定的优化截面。如果对该梁没有指定自动选择列表，将对该项显示N/A。 用户不能直接编辑该列表框的内容。 上一次分析 该列表框显示了上一次分析中该梁所用的截面名。因此梁的受力依赖于梁的这个截面属性。对于使用的设计迭代，当前设计/下一次分析截面属性和上一次分析截面属性应该相同。 用户不能直接编辑该列表框的内容。 当前设计/下一次分析 该列表框显示当前设计截面属性名。如果给梁指定了自动选择列表，该对话框中所显示的截面默认为最佳截面。 提示： 当前设计/下一次分析项所显示的截面属性被程序作为运行下一次分析时的截面属性。 如果对梁未指定自动选择列表，按编辑框中所指定的截面属性完成梁设计。 特别要注意：在随后的分析中，将对该梁的下一次分析使用该列表框所指定的截面属性。因此在下一次分析时获得的受力和弯矩依赖于梁的这次尺寸。 点击截面按钮可修改当前设计/下一次分析截面属性，在本技术注释的后面章节中进行描述。 重要提示：一旦点击确定按钮退出交互式组合梁的设计与检查对话框，对当前设计/下一次分析截面属性所进行的修改会被长期保存（直到再次修改它们）。如果点击取消按钮退出对话框，这些修改将被看作是临时的，并且不会被永久保存。 技术注释 3-2 截面信息
组合梁设计 交互式组合梁设计 可选截面列表 可选截面列表包括每个梁截面的以下信息，它们对所有所考虑的设计荷截组合都是可用的。 截面名 钢的屈服强度，Fy 栓钉布置 起拱 比率 提示： 可选截面列表中以红字体显示的单个梁，表示可选截面列表中没有可接受的截面。 一般来说，所显示的比率是考虑了如下因素得到的：施工及使用荷载下的正弯矩、负弯矩和剪力，还包括栓钉比、挠度比以及振动比（当用它来决定梁截面是否可取时）。 如果给梁指定一个自动选择列表，在可选截面列表中可能会列出许多梁截面。如果必要，使用滚动条读取可用截面。最佳截面在列表中最初是高亮显示的。 如果未对梁指定自动选择列表，将只有一个梁截面在可选截面列表中显示。它与当前设计/下一次分析编辑框中所指定的截面相同。 即使所考虑的梁没有可接受的，至少有一个梁将显示在可用选择列表中。在没有梁可接受的情况下，ETABS用红字体显示具有最低比率的截面。因此，可选截面列表中以红字体显示一个梁时，表示所考虑的梁没有可接受的。 重定义 截面按钮 使用截面按钮改变当前设计/下一次分析的截面属性。使用该按钮可指定一个新截面属性，不管该截面属性是否显示在可选截面列表中。 当点击截面按钮时，显示出选择截面对话框。通过在需要的属性上点击指定任意的框架截面属性给梁，并按确定按钮。注意：如果要对梁指定自动选择列表，用截面按钮将自动选择列表指定设置为“无”。 技术注释 3-3可选截面列表
交互式组合梁设计 组合梁设计 覆盖项按钮 单击覆盖项按钮，可进入并对组合梁覆盖项进行修改，然后可以立刻看到新的设计结果。一旦在该模式中修改了某些覆盖项，并且通过分别点击它们的确定按钮，退出组合梁覆盖项对话框和交互式组合梁的设计与检查对话框之后，所作的覆盖项修改将被永久保存。 通过点击确定按钮退出组合梁覆盖项对话框可临时保存修改。随后，通过点击取消按钮退出交互式组合梁的设计与检查对话框并取消所作的修改。分别在组合梁覆盖项对话框和交互式组合梁的设计与检查对话框中点击确定按钮之前，覆盖项不会被永久保存。 临时 组合按钮 点击该按钮，可访问并临时修订该梁所考虑的设计荷载组合。这对于审核一个特别的荷载组合结果是有用的。举例来说，可临时把考虑的设计荷载组合改变为感兴趣的那个，并查看其结果。 这里使用组合按钮对所选设计荷载组合的修改都是暂时的。在退出交互式组合梁设计与检查对话框时，无论是点击确定或取消退出，它们都不被保存。 显示细节 图示按钮 点击图示按钮，显示一个对话框，具有下列梁的4种类型的图示。 作用荷载 剪力 弯矩 挠度 这些图是对该对话框中指定的设计荷载组合绘制的。 细节按钮 点击细节按钮显示梁的设计细节。显示的信息类似于简易格式输出，可使用文件菜单 > 表格技术注释 3-4 临时
组合梁设计 交互式组合梁设计 打印 > 组合梁设计命令来打印。技术注释描述了简易格式输出。 注意： 栓钉的详细信息也可以使用细节按钮，但是不包括在使用文件菜单 > 表格打印 > 组合梁设计命令打印的简易格式输出中。 栓钉的详细信息是包括在交互式设计细节中的一项，但不包括在简易格式输出细节中（因此不在技术注释组合梁设计：输出细节AISC-ASD89或组合梁设计：输出细节AISC-LRFD93中描述）。此信息在栓钉细节选项上的一个6栏表格中提供。在此表格中的标题栏定义在下列加重显示项中给出。 定位：此项可任意为最大弯矩或集中荷载，如果是最大弯矩，相关行上的信息应用给指定设计荷载组合的最大弯矩位置。如果是集中荷载，相关行上的信息应用给指定设计荷载组合的集中荷载位置。 距离：从梁的左端(I端)的支座中心到所测量的最大弯矩或集中荷载位置的距离。 组合：表格中相关行所考虑的使用强度设计荷载组合。 L1左侧：指定位置的相关L 尺寸。欲知详情，请参见技术注释组合梁上的抗剪栓钉1 left分布中的“程序如何分布梁上的抗剪栓钉”。 注意：L1 left是从测站到零弯矩的邻近点或梁的上翼缘实际端的距离，或混凝土平板实际端的距离，向梁的左端(I端)测量。 L1右侧：指定位置的相关L尺寸。欲知详情，请参见技术注释1组合梁上的抗剪栓钉1 right分布 中的“1程序如何分布梁上的抗剪栓钉”。 注意：L1 right是从测站到零弯矩的邻近点或梁的上翼缘实际端的距离，或混凝土平板实际端的距离，向梁的右端(J端)测量。 栓钉：在指定位置与零弯矩的邻近点、混凝土平板的末端或梁的上翼缘的末端之间所需抗剪栓钉的数量。 对于每个使用阶段强度设计荷载组合栓钉细节表格在每个最大弯矩位置与每个集中荷载位置 (如果有)报告数据。 栓钉细节信息允许所报告的组合梁段中的抗剪栓钉数与程序所用的默认组合梁段中的不同。有关组合梁分段的定义，请参见技术注释1组合梁上的抗剪栓钉分布中的“组合梁分段”。理解如何定义组合梁段非常重要，因为在组合梁输出中，程序报告每个组合梁段中所需的抗剪栓钉数。有关程序如何在一个梁上分布抗剪栓钉的论述，请参见技术注释11组合梁上的抗剪栓钉分布中的“11程序如何分布梁上的抗剪栓钉”。 技术注释 3-5显示细节
2003年9月 组合梁设计 技术注释 4 直接在模型上绘制的数据 本技术注释描述了可在模型上直接绘制的输入和输出数据。 概述 使用设计菜单 ＞ 组合梁设计 ＞ 显示设计信息命令可在屏幕上显示直接在模型上绘制的输出信息。如果需要屏幕图形可使用文件菜单 > 图形打印命令打印。 屏幕显示数据被组织进4个数据组，如下： 标签 设计数据 应力比 挠度比 这些数据组的每一个都在此技术注释的后面部分中有更详细论述。特别要注意的是，来自不同的数据组的条目不能够同时显示。 提示： 与梁比率相关的颜色可通过点击选项菜单 > 颜色 > 输出命令修改。 当设计信息在模型上直接显示时，框架单元以一个能说明它们控制比值的颜色显示。(注意控制比可以是一个应力比或一个挠度比)与各种比率范围相关的颜色，在指定输出颜色对话框的配筋率选项区中指定，此对话框可通过点击选项菜单 > 颜色 > 输出命令访问。 在模型上显示标签 梁标签和相关的梁设计组标签可在模型上显示。一个梁标签是指定给代表组合梁的线对象的标签。 提示： 长标签可能不(完全)显示或打印。 如果一个梁已经被指定给一个指定为组合梁设计组的组，当要求时，梁的组名会被显示。如果技术注释 4-1概述
直接在模型上绘制的数据 组合梁设计 一个梁不是一个组合梁设计组的一部分，则该梁没有组名被显示。注意：可通过使用设计菜单 > 组合梁设计 > 选择设计组命令指定梁的设计组。 如图1所示，梁标签(B7、B8等)绘制在梁的上面或左边，梁设计组(Group01 ， Group07 等)显示在梁的下面或右边。 图 1： 梁和设计组标签实例 提示： 直接在模型上绘制的设计数据与比率输出，也可以文本格式按简易格式、详细格式打印输出，此内容在技术注释组合梁设计：输出细节AISC-ASD89与组合梁设计：输出细节AISC-LRFD93中进行了描述。 设计数据 下列设计数据可以显示在模型上： 梁截面(如W18X35) 梁的屈服强度，Fy 抗剪栓钉的布置 梁起拱 梁端反力 技术注释 4-2 设计数据
组合梁设计 直接在模型上绘制的数据 这些条目的一个或多个可同时显示。图2显示一个例子，包括所有五个条目。梁截面尺寸(如W18X35)的概念是明确的，不需要进一步解释。 梁的屈服强度紧接在梁截面尺寸之后显示。 抗剪栓钉布置的样式紧接在梁屈服强度之后在括弧中显示。报告每个组合梁段的等间距抗剪栓钉数。有关组合梁段的更多信息，请参见技术注释组合梁上的抗剪栓钉分布中的“组合梁段”。 重要提示：完全理解组合梁段的概念非常重要。这对于完整地解释抗剪栓钉输出结果是必需的。 梁起拱在梁的下面或右边显示。其它数据显示在梁的上面或左边。 端部反力在梁的每个端显示。它们显示在梁的下面或右边。显示的端部反力是从所有的设计荷载组合中获得的最大端部反力。注意：显示的左端部反力和右端部反力可能来自两个不同的设计荷载组合。 注意：盖板信息不在模型上显示。在打印输出（简易格式或详细格式；参见技术注释组合梁设计：输出细节AISC-ASD89与组合梁设计：输出细节AISC-LRFD93）和覆盖项中可得到该信息。 图2： 可显示在模型上的设计数据示例 提示： 与抗剪栓钉分布有关的组合梁段长度被制成文档以简易格式或详细格式打印输出，此内容在技术注释组合梁设计：输出细节AISC-ASD89与组合梁设计：输出细节AISC-LRFD93中进行了描述。 技术注释 4-3设计数据
直接在模型上绘制的数据 组合梁设计 应力比 下列设计数据可以显示在模型上： 施工荷载弯曲与抗剪率 使用荷载弯曲与抗剪率 可以显示施工荷载比、使用荷载比、或两者都显示。抗弯率通常显示在梁的上面或左边。抗剪率通常显示在梁的下面或右边。 当施工与使用应力比都显示的时候，施工荷载比首先显示，随后显示使用荷载比。参见图3的例子。 图 3： 显示在模型上的应力比示例 挠度比 当挠度比选择项被选择的时候，程序绘制下列的一个或两个比率。 荷载挠度的最大活载挠度比(活载挠度除以允许的活载挠度)。 荷载挠度的最大总荷载挠度比(总荷载挠度除以允许的总荷载挠度)。 当两个比率同时绘制的时候，首先绘制活载挠度比，随后绘制总荷载挠度比，如图 4 所示。 技术注释 4-4 应力比
组合梁设计 直接在模型上绘制的数据 图4: 显示在模型上的挠度比示例 技术注释 4-5挠度比
2003年9月 组合梁设计 技术注释 5 输入数据 简述 此技术注释描述当点击文件菜单 > 表格打印 > 组合梁设计命令时，可以被打印输出到一个打印机或到一个文本文件的组合梁输入数据。可以打印五个数据类别的任何组合。 使用打印组合梁设计表对话框 要将组合梁设计输入数据直接地打印输出到一个打印机，使用文件菜单 > 表格打印 > 组合梁设计命令随后点击打印组合梁设计表对话框上所需要的输入数据类型旁边的复选框。点击确定按钮将此发送给打印机。点击取消按钮而不是确定按钮，取消打印输出。 如果需要，使用文件菜单 > 打印设置命令以及设置>> 按钮更改打印机。 要将组合梁设计输入数据打印输出到一个文件，使用文件菜单 > 表格打印 > 组合梁设计命令随后点击打印组合梁设计表对话框上的复选框。点击文件名>> 按钮以修改路径或文件名。使用期望格式的文件扩展名（如 .txt、.xls、 .doc）点击打开文件打印表格对话框和打印组合梁设计表格对话框上的确定按钮以完成请求。 注意： 文件菜单 > 显示输入/输出文本文件命令对于显示打印输出到一个文本文件的输出数据十分有用。 添加复选框允许给一个现有文件添加数据。当前文件的路径和文件名在打印组合梁设计表格对话框附近的框中显示。数据将被添加给此文件。或者使用文件名 >> 按钮找出另外的一个文件，当“打开文件以打印表格”提示框出现的时候，点击是，以替换现有的文件。 如果在使用文件菜单 > 表格打印 > 组合梁设计命令之前选择了一个指定的组合梁，仅选择项复选框将会被勾选。将只打印所选定的梁。如果不勾选仅选择项复选框，打印出的将是所有的组合梁。 技术注释 5-1简述
输入数据 组合梁设计 材料属性输入数据 材料属性输入数据项列出指定给所有框架截面的混凝土和钢材料属性，它们是选定组合梁的当前设计截面。如果没有选定对象，程序列出指定给所有框架截面的混凝土和钢材料属性，而这些截面是任意组合梁的当前设计截面。 在此输出中所列出的材料属性是被用于组合梁设计的。例如，密度不在组合梁设计中使用，因此它不在这些表中列出。表 1 列出了在材料属性表中的栏标题，并提供一个此栏中内容的摘要描述。 表格1材料属性输入数据 栏标题 概要说明 混凝土材料属性 材料标签 混凝土材料属性标签(名称) 。 弹性模量 混凝土材料属性的弹性模量，E。注意：此为用于挠度计算的弹性模量，但对C应力计算不是必须的。欲知详情，请参见技术注释组合梁设计：有效平板宽度与转换截面属性中的“有效平板宽度与转换截面属性”。 单位重量 混凝土重度。 混凝土 f'c 混凝土的抗压强度。 钢材料属性 材料标签 钢材料属性标签(名称)。 弹性模量 钢的弹性模量，Es。 单位重量 钢重度。 钢Fy 钢的屈服强度。 钢Fu 钢的最小抗拉强度。 钢价格 钢的每单位重量的价格（如：$/pound）。 截面属性输入数据 截面属性输入数据在两个表中提供，标示为框架截面属性数据(表 1)和框架截面属性数据(表 2)。因为它不能在一个单一表上全部列出，所以这一个数据在两个表中提供。表 2 列出在截面属性表中的栏标题以及提供一个此栏内容的摘要描述。 表格2截面属性输入数据 栏标题 概要说明 框架截面属性数据（表格1） 截面标签 钢框架截面标签(名称) 。 材料标签 被指定为钢框架截面的钢材料属性标签(名称) 。 技术注释 5-2 材料属性输入数据
组合梁设计 输入数据 表格2截面属性输入数据 栏标题 概要说明 bf 顶部 梁的上翼缘宽度。 tf 顶部 梁的上翼缘厚度。 d 高度 从梁的上翼缘顶部到梁的下翼缘底部的梁高。 tw 腹板厚度 梁的腹板厚度。 bf 底部 梁的下翼缘宽度。 tf 底部 梁的下翼缘厚度。 框架截面属性数据（表格2） 截面标签 钢框架截面标签(名称) 。 材料标签 被指定为钢框架截面的钢材料属性标签(名称) 。 k 在一个轧制的梁截面中，从翼缘的外面到倒角的腹板坡脚的距离。 I33 主 有关梁截面局部3－轴的惯性矩。 S33 主 有关梁截面局部3－轴的截面模量。如果梁的顶部和底部截面模量是不同的，打印列出的将是最小值。 Z33 主 有关梁截面局部3－轴的弹性模量。如果梁的顶部和底部弹性模量是不同的，打印列出的将是最小值。 楼板属性输入数据 楼板属性输入数据在三个表中提供，标示为楼板截面属性数据(几何形状)、楼板截面属性数据(材料属性)、和楼板截面属性数据(抗剪栓钉)。表 3 列出了在楼板属性表中的栏标题并提供了一个此栏中的内容摘要描述。 表格3楼板属性输入数据 栏标题 概要说明 楼板截面属性数据(几何形状) 截面标签 楼板截面标签(名称) 。 实心平板 如果楼板截面是一个无金属楼板的实心平板，此项为是。否则为非。 平板护层 金属楼板上的混凝土平板高度，t。如果楼板截面是一个无金属楼板的实心平c板，这是实心平板的厚度。 楼板高度 金属楼板肋的高度，h。如果楼板截面是一个实心平板，此项目被指定为无。r肋宽 金属楼板肋的平均宽度，w。如果楼板截面是一个实心平板，此项目被指定为r无。 肋间距 金属楼板肋的中心到中心间距S。如果楼板截面是一个实心平板，此项目被指r定为无。 楼板截面属性数据(材料属性) 截面标签 楼板截面标签(名称) 。 技术注释 5-3楼板属性输入数据
输入数据 组合梁设计 表格3楼板属性输入数据 栏标题 概要说明 楼板类型 此项可以是填充的、未填充的或一个实心板。填充的意思是楼板截面为一个填充混凝土的金属楼板。未填充意思是为一个空的金属楼板。实心板意思是为一个无金属楼板的实心平板。 平板材料 这是被楼板截面定义的平板相关的混凝土材料属性。如果楼板类型为未填充的，此项被指定为无。 楼板材料 这是金属楼板相关的钢材料属性。只有当楼板类型是未填充时，才需指定此项。如果楼板类型不是未填充的，此项被指定为无。 楼板抗剪厚度 这是金属楼板的抗剪厚度。只有当楼板类型是未填充时，才需指定此项。用于计算楼板的抗剪(平面内、膜)刚度。如果楼板类型不是未填充的，此项被指定为无。 楼板单位重量 此为金属楼板的每单位重量，w。欲知详情，请参见技术注释组合梁设计：d组合梁属性中的“金属楼板与平板属性”。 楼板截面属性数据(抗剪栓钉) 截面标签 楼板截面标签(名称) 。 栓钉直径 楼板截面相关的抗剪栓钉直径，d。 s栓钉高度 楼板截面相关的抗剪栓钉焊接完后的高度，H。 s栓钉Fu 楼板截面相关的抗剪栓钉的指定最小抗拉强度，F。 u设计首选项输入数据 组合梁设计首选项的输出在一系列的表中提供。该表与首选项对话框的选项相符。可点击选项菜单 > 首选项 > 组合梁设计命令访问组合梁首选项。 注意： 在技术注释组合梁设计：首选项AISC-ASD89和组合梁设计：首选项AISC-LRFD93中描述了组合梁首选项。 注意：组合梁首选项适用于使用组合梁设计后处理器设计的所有梁。少数的首选项可在组合梁覆盖项中基于一个梁一个梁地覆写。那些可被覆盖的首选项将在此文件中提到。选择一个或多个梁，并点击设计菜单 > 组合梁设计 > 查看／修订覆盖项命令，访问组合梁覆盖项对话框。 首选项输入数据以表格形式提供。表 3 列出了在首选项表中的栏标题并提供了一个此栏中的内容摘要描述。 技术注释 5-4 设计首选项输入数据
组合梁设计 输入数据 表格 4 首选项输入数据 栏标题 概要说明 系数 在技术注释组合梁设计：首选项AISC-ASD89和组合梁设计：首选项AISC-LRFD93中描述了输入数据相关的系数。 梁属性 支撑楼层 如果组合梁首选项指定组合梁要被支撑，此项为是。否则为否。注意此项目可在组合梁覆盖项中基于一个梁一个梁修改。 中间范围 梁中部的长度，程序在此检查梁每侧上的有效宽度，表示为梁总长度的一个百分比。欲知详情，请参见组合梁设计：混凝土板的有效宽度中的“检查有效平板宽度的位置”。 样式活载系数 悬臂后端跨和连续梁的特殊样式活载检查而对活载采用的系数。欲知详情，请参见技术注释组合梁设计：设计荷载组合中的“悬臂后端跨的特殊活载样式”与“连续梁的特殊活载样式”。 挠度与起拱 注意： 在技术注释组合梁设计：梁挠度和起拱中描述了挠度与起拱。 活载限制 活载挠度限制。L表示梁的长度。注意此项可在组合梁覆盖项中基于一个梁一个梁修改。 总荷载限制 总荷载挠度限制。L表示梁的长度。注意：此项可在组合梁覆盖项中基于一个梁一个梁地修改。 起拱静力荷载百分比 恒载(不包括附加的恒载)的百分比，程序基于此计算起拱。欲知详情，请参见技术注释组合梁设计：梁挠度和起拱中的“起拱”。 振动 注意： 在技术注释组合梁设计：梁振动中描述了振动。 活载百分比 当计算被梁支持的重量时，活载的百分比加上所考虑的活载折减(除了完全恒载)用于计算梁的第一个固有频率。 用于计算梁第一自振频率的梁支撑荷载的计算中，考虑了活载的百分比和折减的活载（再加上全部恒载）。 考虑频率 如果此项为“是”，当从一个自动选择截面列表选择最佳梁截面的时候，考虑指定的最小可接受频率。如果此项为“否”，当选择最佳梁截面的时候，不考虑频率。 最小频率 为一个楼层梁的第一最小可接受固有频率。当考虑频率项设置为“是”，则此项才使用。 技术注释 5-5设计首选项输入数据
输入数据 组合梁设计 表格 4 首选项输入数据 栏标题 概要说明 Murray 阻尼 如果此项为“是”，当从一个自动选择截面列表选择最佳的梁截面的时候，考虑最小Murray阻尼要求。如果此项为“否”，当选择最佳的梁截面的时候，不考虑最小Murray阻尼要求。欲知详情，请参见技术注释组合梁设计：梁振动中的“Murray最小阻尼要求”。 固有阻尼 楼层系统中固有的临界阻尼百分比。当Murray阻尼项设置为“是”，则此项才使用。 价格 考虑价格 如果此项为“是”，当从一个自动选择截面列表选择最佳梁截面的时候，考虑截面价格而非钢重量。如果此项为“否”，当选择最佳梁截面的时候，不考虑截面价格。截面价格是基于钢、抗剪栓钉和起拱的指定价格。 栓钉价格 一个单一栓钉的安装价格。 起拱价格 钢梁的每单位重量起拱价格 (包括盖板，如果它存在)。 梁覆盖项输入数据 在技术注释组合梁设计：覆盖项AISC-ASD89与组合梁设计：覆盖项AISC-LRFD93中描述了梁覆盖项输入数据。 技术注释 5-6 梁覆盖项输入数据
2003年9月 组合梁设计 技术注释 6 输出细节 概述 本技术注释描述了可被打印到一台打印机或到一个文本文件的组合梁输出摘要。另外，输出细节的简易格式和详细格式都可以被打印。有关简易格式和详细格式的更多信息，参见技术注释组合梁设计：输出细节AISC-ASD89与组合梁设计：输出细节AISC-LRFD93。 使用打印组合梁设计表格对话框 要将组合梁设计输出数据直接打印到一台打印机，可使用文件菜单 > 打印表格 > 组合梁设计命令，并点击打印组合梁设计表格对话框上的摘要复选框。也可通过选择“无”、简易格式和详细格式，来选择打印材料的格式或细节。点击确定按钮可把打印材料发送给打印机。点击取消按钮而不是确定按钮，可取消打印输出。如果需要，使用文件菜单 > 打印设置命令和设置>> 按钮，可更改打印机。 注意： 在生成输出数据之前，必须运行设计。 要将摘要输出数据打印到一个文件，可使用文件菜单 > 打印表格 > 组合梁设计命令，并点击打印组合梁设计表格对话框上的打印到文件复选框。点击文件名>> 按钮可修改路径或文件名。使用所需格式的适当文件扩展名（如 .txt、.xls、.doc）。点击“打开用于打印表格的对话框”和“打印组合梁设计表格”对话框上的确定按钮，可完成请求。 注意： 使用文件菜单 > 显示输入/输出文本文件命令有助于显示打印到一个文本文件的输出。 使用添加复选框可把数据添加到一个现有文件。当前文件的路径和文件名显示在打印组合梁设计表格对话框底部附近的框中，将把数据添加到该文件。或使用文件名按钮定位另一个文件，并在出现“打开用于打印表格的文件”的警告提示框时，点击是按钮替换现有文件。 如果在使用文件菜单 > 打印表格 > 组合梁设计命令之前选择了一个具体的组合梁，仅选择项复选框被勾选。将只打印所选的梁。如果不勾选仅选择项复选框，则打印所有的组合梁。 技术注释 6-1概述
输出细节 组合梁设计 组合梁输出摘要 组合梁输出摘要将以表格形式打印组合梁结果的一个简明摘要。输出数据表的一行对应每个组合梁。 如果已经在打印数据摘要之前选择了一些组合梁，将只打印所选梁的摘要数据。如果在打印数据摘要之前没有选择任何组合梁，将打印所有组合梁的摘要数据。 表格1列出了组合梁输出摘要表格中的栏标题，并提供了该栏中的内容简短描述。 表格1 组合梁输出表格 栏标题 说明 楼层 它是与梁相关的楼层。 梁标签 它是与表示梁的线对象相关的标签。一个典型梁标签的范例为“B23”。不要将该标签与截面标签相混淆，截面标签可以标识为“W18X35”。 截面名称 它是梁的当前设计截面。 梁F 它是梁的屈服强度，F 。 yy栓钉直径 它是抗剪栓钉的直径，d 。 s栓钉布局 它是每个以逗点分开的组合梁段中的栓钉数量。从组合梁段I端开始，向J端排列列出。 支撑的梁 如果梁是被支撑的，此项为“是”，如果它不被支撑，此项为“否”。 梁起拱 它是梁的起拱。由程序计算该条目，或由用户指定。 技术注释 6-2 组合梁输出摘要
2003年9月 组合梁设计 技术注释 7 组合梁属性 本技术注释提供了一个组合梁属性的概述。所描述的条目包括梁属性、金属楼板和混凝土板属性、抗剪栓钉属性、用户定义的抗剪栓钉样式、盖板属性、有效平板宽度以及梁无支撑长度。 使用程序中的各种菜单，可定义与组合梁相关的大多数属性。使用定义菜单 > 框架截面命令可定义钢梁自身。在组合梁覆盖项中，可为梁定义盖板（如果存在）。使用定义菜单 > 墙/楼板截面命令，可把金属楼板、混凝土板和抗剪栓钉一起定义为楼板截面属性的一部分。在组合梁首选项或覆盖项中，可指定与梁属性相关的其它条目。 梁属性 图1显示了一个典型的组合梁，仅供参考。所显示的梁是内置截面数据库中的一个轧制梁截面。 提示： 组合梁设计后处理器只设计I形与槽形截面的梁。 使用定义菜单 > 框架截面命令，可定义基本钢梁属性。使用该命令可定义钢截面除盖板以外（如果它存在）的基本几何图形。在组合梁覆盖项中的梁选项上定义盖板。当定义一个梁时，还指定包含该梁屈服强度的材料属性。假定该屈服强度是应用于梁和盖板，除非它在梁覆盖项中被修改。钢材料属性还包括价格或指定给梁的每单位重量成本。 技术注释 7-1梁属性
组合梁属性 组合梁设计 图 1: 组合梁图解 一个组合梁的梁截面可以是任何I形截面，或槽形截面。可通过从内置程序钢截面数据库中选择一个W、M、S或HP型，或通过使用定义菜单 > 框架截面命令并从定义框架属性对话框的下拉列表中选择添加I/宽翼缘选项定义用户自己的I形截面，来定义I形截面。在用作组合梁的用户定义I形截面中，上翼缘和下翼缘无需具有相同的尺度。用作组合梁的槽形截面还可以是从内置程序钢截面数据库中得到的截面，或是用户使用定义菜单 > 框架截面命令并从定义框架属性对话框的下拉列表中选择添加槽形选项定义的槽形截面。 注意： 欲知详情，请参见本技术注释后面部分题目为“盖板”的章节。 使用截面设计器定义的梁截面被认为是一般截面，而不是I形截面或槽形截面（即使它们真的是I形截面或槽形截面），而且不能使用组合梁设计后处理器对它们进行设计。 如果通过从内置的截面数据库选择来定义一个梁截面，程序将假设它是一个轧制截面并因此应用设计公式。如果生成自己的用户定义截面，程序将假设它是一个焊接的截面，并且按需要修改设计公式。对于这些焊接的梁，程序不检查或设计任何焊接。 技术注释 7-2 梁属性
组合梁设计 组合梁属性 金属楼板和平板属性 使用定义菜单 > 墙/楼板截面命令，可定义基本金属楼板与混凝土平板。使用该命令可指定金属楼板、混凝土平板与抗剪栓钉的几何图形和相关属性。 提示： 如果使用组合梁设计后处理器设计的一个梁支承一个楼板截面（而不是一个平板或墙截面），那么它只能有组合性能。 重要提示：如果想要梁具有组合性能，则必须把金属楼板上的混凝土平板指定为一个楼板截面属性（而不是一个平板截面属性）。如果使用平板截面属性而不是楼板截面属性指定平板，那么组合梁设计后处理器将把支撑该平板的梁设计为非组合梁。 使用定义菜单 > 墙/楼板截面命令，选择一个楼板类型截面并点击修改/显示>> 按钮，将弹出楼板截面对话框。使用该对话框可指定楼板截面是一个填充楼板（用混凝土填充的金属楼板）、一个未填充楼板或一个实心平板（带有无金属楼板的固体实心混凝土板）。此外，从该对话框的“点击到：”域中的下拉列表中选择“添加新楼板”可以添加一个新楼板并且指定它的截面类型。 在楼板截面对话框的几何图形域中，指定的金属楼板几何图形包括： 平板厚度：金属楼板上的混凝土填充厚度。在图1中此项标注为 tc 。 楼板厚度：金属楼板肋的厚度。在图1中此项标注为 hr 。 肋宽：金属楼板肋的平均宽度。在图1 中此项标注为wr 。 肋间距：金属楼板肋的中心到中心间距。在图1中此项标注为Sr 。 在楼板截面对话框的组合楼板栓钉域中，要指定以下条目： 直径：抗剪栓钉的直径。 高度：抗剪栓钉的高度。在图1中此项标注为Hs 。 抗拉强度，Fu：抗剪栓钉的指定抗拉强度。 如果楼板类型为填充楼板或实心板（而不是未填充楼板），则在楼板截面对话框的材料域中，将为混凝土指定一个平板材料。这应该是一个先前指定的混凝土材料属性。该混凝土材料属性用于指定混凝土的所有材料属性，除了在一些特定规范的工况中。欲知详情，请参见技术注释组合梁设计：混凝土的有效宽度中的“有效平板宽度和转换截面属性”。 如果楼板类型为未填充楼板，则为楼板材料指定一个钢材料属性，并为楼板指定一个等效抗剪厚度。这两个条目被程序用于确定楼板的膜抗剪刚度。 注意： 可把楼板截面属性指定为一个用混凝土填充的金属楼板、一个未填充楼板或一个不带金属楼板技术注释 7-3金属楼板和平板属性
组合梁属性 组合梁设计 的实心平板。 在楼板截面对话框的金属楼板单位重量域中，指定楼板的每单位面积重量，wd 。 使用公式1中所示的每单位面积重量，计算表示金属楼板上混凝土平板的楼板单元自重。在该公式中，wc是混凝土的重度。第一项是混凝土的每单位面积重量，第二项是金属楼板的每单位面积重量。 ⎛wh⎞rrw⎜⎟+t+wccd⎜⎟S⎝r⎠每单位面积重量 = 公式 1 注意：程序不检查金属楼板自身的设计。 抗剪栓钉属性 如前一节所述，使用定义菜单 > 墙/楼板截面命令定义抗剪栓钉与楼板属性。为抗剪栓钉指定的属性是直径dsc、高度Hs和抗拉强度Fu 。 提示： 在本程序中，可以定义用户自己的抗剪栓钉样式。 程序将根据抗剪栓钉和混凝土平板属性，自动计算单个抗剪栓钉的强度。必要时，使用组合梁覆盖项修改这个数值。 有关抗剪栓钉的更多信息，参见技术注释组合梁设计：允许弯矩应力AISC-ASD89、组合梁设计：允许弯矩应力检查AISC-ASD89与组合梁设计：梁剪力检查AISC-ASD89。 盖板 在本程序中，可以在组合梁的上翼缘上指定全长盖板。盖板不能定义为梁属性的一部分。只能在组合梁覆盖项的梁选项上指定它们。因此，要指定一个带有盖板的梁，通常先把梁定义为没有盖板，然后通过选择一个组合梁并使用设计菜单 > 组合梁设计 > 查看/修改覆盖项命令，把盖板添加到覆盖项中。 该过程的结果是在建筑物的整个分析中不包含盖板。然而，在程序的组合梁设计后处理器中，组合梁设计的抗弯和挠度都要考虑盖板。 提示： 在组合梁覆盖项中指定盖板。 在组合梁覆盖项对话框的梁选项上，可为一个盖板指定的属性是宽度bcp、厚度tcp和屈服强度Fycp。在图1中举例说明了宽度和厚度尺寸。程序将不检查或设计在盖板和梁的下翼缘之间的任何焊技术注释 7-4 抗剪栓钉属性
组合梁设计 组合梁属性 接。它也不确定全长盖板的截断位置。 技术注释 7-5盖板
2003年9月 组合梁设计 技术注释 8 混凝土板的有效宽度 此技术注释说明了程序如何在组合梁的每一侧上分别考虑混凝土板的有效宽度。这种分别的考虑贯穿于所有的计算中。使用它可在梁两侧得到不同的楼板属性。 在覆盖项中，可以重新定义梁每一侧上的有效平板宽度。在组合梁覆盖项的梁选项上（使用设计菜单 > 组合梁设计 > 查看/修改覆盖项命令可显示），在梁左侧和右侧上指定有效宽度。如图1所示，如果站在梁I端看向梁J端，则程序假设梁右侧为观察者的右侧。 检查有效平板宽度的位置 默认情况下，程序在整个梁的中央70%长度内检查梁的有效宽度，把发现的最小数用作梁的有效宽度beff 。根据两种假设得到数字70%： 组合梁的承载力大约是单独钢梁的二倍。 在梁的每一端的15%长度内，钢梁可以单独承受组合梁的整个弯矩。注意：对均布加载的梁的端部15%长度处，弯矩已下降到最大弯矩的一半或更少。 如果需要，在组合梁设计首选项中，可重新定义这一默认的70%“中间范围”。在首选项中，中间范围项是梁的一个选项（使用选项菜单 > 首选项 > 组合梁设计命令可显示）。 技术注释 8-1检查有效平板宽度的位置
混凝土板的有效宽度 组合梁设计 图 1: 程序如何定义梁的左侧与右侧示例 多重楼板类型或沿梁长度的方向 对于设计计算，程序沿着梁的整个长度，在梁的每一侧假设一个楼板类型和楼板方向，不管可能存在的楼板类型和方向的实际数目。在计算中，程序允许在梁两侧上有不同的楼板类型和楼板方向。图2显示了在梁两侧上的不同楼板类型和不同楼板方向的示例。 注意： 程序允许在梁每一侧上有一个不同的楼板类型和楼板方向。 技术注释 8-2 多重楼板类型或沿梁长度的方向
组合梁设计 混凝土板的有效宽度 图2: 在梁的两侧上的不同楼板类型及不同楼板方向 程序将在指定的中间范围内，检查组合梁每一侧的楼板类型和楼板方向（参见前面的小节）。当多重楼板类型或楼板方向出现在组合梁的同一侧时，程序将决定在梁该侧上使用哪个楼板截面和方向。 程序按这种顺序执行这些步骤，来选择楼板截面。 ’’ 程序将计算每个楼板的t×f结果，其中t是金属楼板上的混凝土高度，f是混凝土板的cccc’抗压强度。在梁的计算中，它使用具有t×f最小值的楼板截面。 cc’ 如果两个或更多楼板截面有相同的t×f值，但楼板跨度在不同的方向上，程序将使用跨cc度垂直于梁的楼板截面。 有关楼板方向的特别注意：在本程序的组合梁设计中，假定楼板平行或垂直于梁跨度。如果楼板跨度完全平行于梁跨度，或是在梁跨度的15度之内平行，则假定楼板跨度与梁跨度平行。否则，将假定楼板跨度与梁跨度垂直。 ’ 如果有两个或更多楼板截面跨度在同一方向中，并具有相同的 t×f值，程序将使用带有cc较小tc数值的楼板截面。 ’ 如果有两个或多个楼板截面跨度在同一方向中，并具有相同的t与f数值，程序将使用cc先定义的楼板截面。 提示： 在组合梁覆盖项的楼板选项上，可以修改在梁每一侧上假定的楼板类型和楼板方向。 参阅如图3所示的楼板平面。该平面内的典型楼板由在3英寸金属楼板上的2-1/2英寸普通重量混凝土组成，被指定为楼板类型A。而楼板左上方象限由3英寸金属楼板上的4-1/2英寸普通重量混凝土组成，被指定为楼板类型B。假设两种楼板类型的混凝土抗压强度是3,500psi（磅/平方技术注释 8-3多重楼板类型或沿梁长度的方向
混凝土板的有效宽度 组合梁设计 英寸）。 现在考虑图中标注为“主梁F”的梁。楼板类型A存在于沿该梁右侧的整个长度。因此，对于梁右侧，程序在计算中将使用楼板类型A。楼板类型A和楼板类型B都沿着梁的左侧存在。程序使用下列方法确定梁左侧上用哪一种楼板类型进行计算： ’ 确定每种楼板类型的 t×f结果。 cc’a. 对于楼板类型A：t×f = ×3,500 = 8,750磅/英寸。 cc’b. 对于楼板类型B：t×f = ×3,500 = 15,750磅/英寸。 cc’ 在组合梁计算中的主梁左侧使用楼板类型A，因为它有较小的t×f值。 cc 图3： 在一个梁的左侧与右侧上的不同的楼板类型示例 注意：应用于该梁上的荷载仍然是根据实际的楼板类型。因此，应用到图3主梁 F上半部分的荷载将包括楼板类型B的作用，即使楼板类型B可能不被用于计算组合梁属性。 在图4中显示了第二个示例。在此例中，楼板类型在楼板各处都是相同的，但是楼板方向在楼板左上方象限中有所改变。 现在考虑图中标注为“主梁G”的梁。沿主梁G右侧的整个长度，楼板肋的定向平行于主梁G的跨度。因此，对于梁右侧，程序在计算中将使用定向为平行于主梁G跨度方向的楼板类型A。 沿主梁G的左侧同时存在方向为垂直和平行于主梁G跨度的楼板肋。因为在梁左侧只有楼板方’向不同，而不是楼板类型不同（且tc与fc不变），所以在梁左侧，程序将使用跨度垂直于主梁G的楼板。 技术注释 8-4 多重楼板类型或沿梁长度的方向
组合梁设计 混凝土板的有效宽度 图 4： 在梁左右两侧上存在不同方向楼板的实例 有效平板宽度上的斜梁影响 考虑图5平面A中所示的例子。在平面A中，梁A的长度是LA 。假设相邻梁中心线的距离控制该梁的有效宽度。还假设程序在梁A的默认中间范围（70%）上检查平板的有效宽度。如果图中标注为xA的变量小于或者等于，则梁A与梁X之间的距离控制梁A上侧混凝土板的有效宽度（即梁A与梁X之间的部分）。另一方面，如果xA大于，则在梁A左端的一个位置上，梁A与主梁Y之间的距离控制梁A混凝土板的有效宽度。沿垂直于梁A的一条线测量该距离。 技术注释 8-5有效平板宽度上的斜梁影响
混凝土板的有效宽度 组合梁设计 图 5：有效平板宽度上的斜梁影响示例 现在考虑图5平面B中所示的例子。假设相邻梁中心线的距离控制梁B的有效宽度。在考虑从梁B到相邻梁的垂直距离时，当角θ小于45度，程序将考虑标注为梁Z的斜梁。如果角θ大于或等于45度，在计算梁B上侧的有效平板宽度时，将忽略梁Z。 图5中的布局C显示了一种特殊情况，在同一点上有两个斜梁框架接入到梁C。在这种特殊的情况中，程序将假设存在两个斜梁的梁一侧上的平板有效宽度为零。当然，可以在覆盖项中修改这种情况。程序将假设有效宽度为零，因为尽管它检查梁C的有效宽度，但不能确定一个板是否实际上存在于两个斜梁之间。 有效平板宽度上的开洞影响 现在考虑图6中所示的平面D。在这种情况下，在梁 D左端的平板两侧都有一个开洞。再次假技术注释 8-6 有效平板宽度上的开洞影响
组合梁设计 混凝土板的有效宽度 设到相邻梁中心线的距离控制该梁的有效宽度，并且还假设程序在梁D长度的默认中心70%上检查平板的有效宽度。如果开洞宽度XD×LD小于，则程序基于到相邻梁的距离控制混凝土板的有效宽度。另一方面，如果XD×LD超过 ，则程序假设梁D的混凝土板有效宽度为零；也就是说，它假设为一个非组合梁。 图 6：有效平板宽度上的开洞影响示例 有效板宽度和转换截面属性 当程序计算转换截面属性时，通过将beff与比率Ec/Es相乘把混凝土转换为钢。在梁的两侧上，该比率可能是不同的。对于AISC-ASD89组合梁设计，在对应力和挠度计算中，Ec可能是不同的。欲知详情，请参见转换截面惯性矩AISC-ASD89。 技术注释 8-7有效板宽度和转换截面属性
2003年9月 组合梁设计 技术注释 9 梁的无支撑长度与设计检查位置 概述 程序分别考虑了施工荷载工况和使用荷载工况的无支撑长度。对于两种类型的荷载，使用与在梁局部2轴（最小）周围屈曲相关的梁无支撑长度可确定非组合梁的抗弯承载力。图1说明了局部2轴。 默认情况下，程序自动找到对局部2轴屈曲的支撑位置。此信息随后用来确定与梁上任何点相关的无支撑长度。除了使用程序计算支撑点，用户可为任何梁在覆盖项中指定自己的支撑点。 213i-end of beam梁的I端 图 1：梁的局部 2轴 提示： 程序分别考虑了施工荷载和使用荷载的无支撑长度。 对于在局部2轴屈曲，程序将在梁的上翼缘的支撑与梁的下翼缘的支撑之间进行区别。程序根技术注释 9-1概述
梁的无支撑长度与设计检查位置 组合梁设计 据所有设计荷载组合，沿着梁在所有点自动识别梁的哪一个翼缘为抗压翼缘。由于有这种能力及程序确定的或用户指定的支撑点位置，程序可以沿着梁自动确定任何段的无支撑长度，而且可把适当规范指定的修正系数（例如，弯曲的Cb系数）应用到梁的抗弯强度。 注意： 程序可以根据假定的或指定的支撑点，自动确定任何梁段的无支撑长度。 梁支撑点的确定 程序分别考虑上翼缘和下翼缘的侧向支撑。在组合梁设计后处理器中，程序假定这些梁可以被它们支承的楼板截面（或平板截面）支撑以及被框接到所考虑梁的其它梁支撑。程序将根据对局部2轴的屈曲的支撑自动确定支撑点： 假设上翼缘在有混凝土填充的金属楼板截面框接到梁一侧或两侧、或有平板截面框接到梁两侧的任何地方被连续侧向支承（无支撑长度为零）。 注意： 在组合梁设计后处理器中，楼板或平板截面可以支撑梁的上翼缘。 提示： 可以为一个梁选择接受程序默认的支撑点。此外，可以进入组合梁覆盖项并指定梁的实际支撑点或指定一个最大无支撑长度。 如果把楼板肋的方向指定为垂直于梁跨度，则把无混凝土填充的金属楼板截面假定为连续支撑上翼缘。如果楼板肋的方向被指定为平行于梁跨度，则假定楼板不支撑上翼缘。 在其它梁以大于30度角框接处，认为梁的上翼缘和下翼缘被支撑。如右边草图所示。用户需对此点提供适当的细节构造，以保证充分支撑底部翼缘。如果用户没有提供适当的细节构造，应该使用在下一节中描述的方法之一重新定义支撑点。 当支撑是程序计算的或支撑点是用户指定的时候，程序总是假定梁的每端在上翼缘和下翼缘被同时支撑。如果一个梁的无支撑长度比实际的梁长，则需指定一个用户定义的无支撑长度，而不是用户定义的支撑点。 技术注释 9-2 梁支撑点的确定
组合梁设计 梁的无支撑长度与设计检查位置 梁的用户自定义无支撑长度 概述 如果想使用不是由程序确定的无支撑长度，那么可在组合梁覆盖项中修改任何梁假设的无支撑长度。这对施工荷载的无支撑长度和使用荷载的无支撑长度都是一样。选择一个梁，并点击设计菜单 > 组合梁设计 > 查看／修改覆盖项命令，可访问覆盖项对话框。在支撑（C）选项上指定施工荷载支撑。在支撑选项上指定使用条件支撑。 对于在局部2轴周围的屈曲，可沿着作用于上翼缘、下翼缘或两种翼缘的梁，指定特殊支撑点，或可对作用于上翼缘和下翼缘的整个梁长度指定一个最大无支撑长度。 重要提示：一旦对梁指定了任何用户定义的支撑点或无支撑长度，那么将忽略所有程序确定的对该梁侧向支撑信息。因此，如果对一个梁指定了任何支撑点，那么也就对该梁指定了全部的支撑点。 用户自定义的均布支撑与点支撑 如果对于局部2轴屈曲指定自己的支撑，可沿着一个梁翼缘指定连续支撑，或沿着一个梁翼缘在特定的点上指定支撑，或两者都指定。 点支撑 要定义点支撑，只需沿定位支撑点的梁指定一个距离，然后指明在该位置是支撑上翼缘、下翼缘或是两种翼缘。可把距离指定为一个实际距离或相对距离，两种距离都是从梁的I端测量的。从支座的中心而不是梁的物理端部测量所有距离。可把距离指定为绝对（实际）距离或相对距离。到某点的相对距离是指到该点的绝对距离除以梁的长度，梁的长度是从支座中心到支座中心进行测量的。 提示： 可以在组合梁覆盖项中为一个梁修改假设的默认支撑。对于施工荷载和使用荷载，支撑情况可以不同。 在组合梁覆盖项（使用设计菜单 > 组合梁设计 > 查看/覆盖项修改命令显示）中的支撑（C）或支撑选项上使用下列步骤，可指定点支撑： 1、勾选支撑条件覆盖项条目边上的方框，然后从支撑条件标题右边的下拉框中选择指定的支撑。 2、勾选点支撑标题编号边上的方框，然后点击标题右侧的单元。 技术注释 9-3梁的用户自定义无支撑长度
梁的无支撑长度与设计检查位置 组合梁设计 3、将出现点支撑对话框。在该对话框中： a. 通过选择对话框底部相应的选项，指明以I端为起点的指定距离是相对距离还是绝对距离。 b. 在定义点支撑域内，输入以定位方框中I端为起点的距离，并在类型方框中挑选支撑类型。在类型方框中，“上”的意思是在该点上只支撑上翼缘，“下”的意思是在该点上只支撑下翼缘，“所有”的意思是在该点支撑两种翼缘。 c. 点击添加按钮添加支撑点。 4、按需要可多次重复步骤3。 5、要修改一个现有点支撑指定，则进行如下操作： a. 在定义点支撑域中，高亮显示要修改的条目。注意：高亮显示的距离和类型，将出现在该域底部的编辑框中。 b. 按需要在编辑框中修改距离和类型。 c. 点击修改按钮修改支撑点。 注意： 可以为一个组合梁指定均布支撑、点支撑或两者的组合。 6、要删除一个现有点支撑指定，则进行如下操作： a. 在定义点支撑域中，高亮显示要删除的条目。注意：高亮显示的距离和类型，将出现在该域底部的编辑框中。 b. 点击删除按钮删除点支撑。 7、点击确定按钮，可回到组合梁覆盖项对话框。注意：程序将根据指定的点支撑自动更新点支撑条目的编号。 均布支撑 要定义均布或连续支撑，可在梁上指定一个距离作为连续支撑起点，再在梁上指定第二个（长一些）距离作为连续支撑终点，然后说明在这段长度上是连续支撑上翼缘、下翼缘或者两种翼缘。可以把这些距离指定为绝对（实际）距离或相对距离，两种距离都是从梁的I端测量的。到某点的相对距离是指到该点的绝对距离除以梁的长度，梁的长度是从支座中心到支座中心进行测量的。 技术注释 9-4 梁的用户自定义无支撑长度
组合梁设计 梁的无支撑长度与设计检查位置 在组合梁覆盖项中的支撑（C）或支撑选项上使用下列步骤，可指定点支撑： 1、勾选支撑条件覆盖项条目边上的方框，然后从支撑条件标题右边的下拉框中选择指定的支撑。 2、勾选均布支撑标题编号边上的方框，然后点击标题右侧的单元。 3、将出现均布支撑对话框。在该对话框中： a. 通过选择对话框底部相应的选项，指明以I端为起点的指定距离是相对距离还是绝对距离。 b. 在定义均布支撑域内，在起点和终点方框中输入从I端的距离，并在类型方框中选择支撑类型。终点方框中的距离必须大于起点方框的距离。在类型方框中，“上”的意思是在该点上只支撑上翼缘，“下”的意思是在该点上只支撑下翼缘，“所有”的意思是在该点支撑两种翼缘。 注意： 可以指定一个支撑点是支撑一个梁的上翼缘、下翼缘或两种翼缘。 c. 点击添加按钮添加支撑点。 1、按需要可多次重复步骤3。 2、要修改一个已有的点支撑指定，则进行如下操作： a. 在定义均布支撑域中，高亮显示要修改的条目。注意：高亮显示的距离和类型，将出现在该域顶部的编辑框内。 b. 按需要在编辑框中修改距离和类型。 c. 点击修改按钮修改均布支撑。 3、要修改一个现有点支撑指定，则进行如下操作： a. 在定义均布支撑域中，高亮显示要删除的条目。注意：高亮显示的距离和类型，将出现在该域顶部的编辑框内。 b. 点击删除按钮删除均布支撑。 4、点击确定按钮，可回到组合梁覆盖项对话框。注意：程序将根据指定的均布支撑自动更新均布支撑编号条目。 技术注释 9-5梁的用户自定义无支撑长度
梁的无支撑长度与设计检查位置 组合梁设计 设计检查位置 当设计或检查一个组合梁时，程序的一个首要任务是为用于检查梁使用设计荷载强度的设计荷载组合，确定设计检查位置。沿着一个梁可能有许多设计检查位置。如下确定设计检查位置： 对用于检查梁使用设计荷载强度的每个设计荷载组合，其最大弯矩点是一个设计检查位置。注意：可能有不止一个这样的设计荷载组合，并因此可能有一个以上的最大弯矩点要考虑。 对用于检查梁使用设计荷载强度的每个设计荷载组合，其最大负弯矩点（如果存在负弯矩）是一个设计检查位置。 对用于检查梁使用设计荷载强度的每个设计荷载组合，其中任何设计荷载组合的一个集中荷载或点弯矩位置是一个设计检查位置。 盖板的端点（如果指定了）是设计检查位置。 楼板的端部或边缘。例如，梁跨越了楼板中一个开洞的位置。 在每个设计检查位置，程序检查组合梁的抗弯承载力，并确定在该位置和最近的零弯矩点（或在一些特殊的情况下，平板的端部）之间所需的抗剪栓钉数目。 注意：程序将确定一组应用于所有设计荷载组合的设计检查位置。 例如，考虑一个具有两个设计荷载组合的组合梁，这两个荷载组合用于检查梁使用荷载下的强度。假设这些荷载组合之一是一个梁全长上的均布荷载，而另一个是在梁三分点上的集中荷载。还假设梁中只有正弯矩，并且没有盖板。在本例中，程序将考虑下列设计检查位置： 均布荷载的设计荷载组合的最大正弯矩点。 在三分点有集中荷载的设计荷载组合的最大正弯矩点。 集中荷载的位置，即梁的三分点。 程序同时对两个设计荷载组合检查抗弯承载力，以及这四个位置的每一个和最近的零弯矩点之间所需的抗剪栓钉数目。因此，对于只有均布荷载的设计荷载组合，程序仍然检查在另一个设计荷载组合中的集中荷载位置与最近的零弯矩点之间需要多少抗剪栓钉。这可以确保在梁的适当位置总是有足够数量的抗剪栓钉。技术注释 9-6 设计检查位置
2003年9月 组合梁设计 技术注释 10 设计荷载组合 概述 本技术注释描述了程序中组合梁设计的三种设计荷载组合： 施工荷载的强度检查：用于检查施工荷载下梁强度的设计荷载组合。注意：只有在梁被指定为无支撑时才考虑该设计荷载组合。 可以在组合梁首选项中的梁选项上，指定组合梁设计后处理器要考虑的所有梁是有支撑的。使用选项菜单 > 首选项 > 组合梁设计命令可访问这些首选项。在组合梁覆盖项中的梁选项上，修改所选梁的支撑首选项。通过选择一个梁，并点击设计菜单 > 组合梁设计 > 查看／修订覆盖项命令，可访问覆盖项对话框。 使用荷载的强度检查：用于检查使用荷载下梁强度的设计荷载组合。 使用荷载的挠度检查：用于检查使用荷载下梁挠度的设计荷载组合。 注意： 对于组合梁设计，程序将自动生成规范特定的设计荷载组合。 提示： 程序默认的荷载组合不包括侧向荷载的影响。如果需要考虑侧向荷载，则应该指定自己的设计荷载组合。 分别为这三种条件定义设计荷载组合。程序将根据指定的恒载、附加恒载、活载和可折减活载工况，为设计荷载组合的每种类型自动生成规范特定的组合梁设计荷载组合。可以添加额外的设计荷载组合，以及修改或删除程序生成的荷载组合。使用设计菜单 ＞ 组合梁设计 ＞ 选择设计组合命令，可查看或修改设计荷载组合。注意：在使用该命令时出现的设计荷载组合选择对话框上有三个独立的选项。三种荷载组合类型中的每一种都有一个选项。 悬臂后端跨的特殊活载样式 对于悬臂后端跨的强度设计，程序将执行特殊的活载样式。用于悬臂后端跨的活载样式与用户所期待的可能稍有不同，因此应该仔细阅读本节，以理解程序进行的操作。 技术注释 10-1概述
设计荷载组合 组合梁设计 一个悬臂的每个组合梁设计荷载组合有一个恒载（DL）、附加恒载（SDL）和一个活载加上折减活载（LL＋RLL）分量。还可能有是其它类型的荷载分量。其它类型荷载分量的特性并不重要。图1a中显示了DL、SDL、（LL＋RLL）以及其它分量。 程序在内部生成一个悬臂后端跨的简支模型。它把一个荷载应用到这个简支跨，该荷载等于一个系数乘以应用到该跨度的LL＋RLL。在组合梁设计首选项中的梁选项上指定使用的系数，作为活载样式系数。（点击选项菜单 > 首选项 > 组合梁设计命令可访问首选项对话框。）图1b说明了这个在内部生成的模型及荷载。在该图中，PLLF是活载样式系数的简称。 最后对于悬臂后端跨的强度设计（只有使用荷载），程序将为每个设计荷载组合考虑下列两个条件： 图 1：悬臂后端跨强度设计所考虑的条件 DL＋SDL＋LL＋RLL（＋任何其它类型的荷载，如果存在）为在悬臂梁全长（后端跨加上悬挑）上指定的荷载。 在悬臂梁全长（后端跨加上悬挑）上的DL＋SDL（＋任何其它类型的荷载，如果存在）加上应用到简支后端跨的活载样式系数乘以（LL＋RLL）的积。 图1c显示了这两个条件。 注意：只在使用荷载强度设计时考虑在此处描述的条件。程序不为挠度设计或为施工荷载设计技术注释 10-2 悬臂后端跨的特殊活载样式
组合梁设计 设计荷载组合 进行任何特殊样式荷载检查。 注意： 用于连续跨度的活载样式与所期待的稍有不同，因此应该仔细阅读本节，以理解程序进行的操作。 如果需要的荷载样式与程序提供的不同，则应该生成自己的设计荷载组合。当生成自己的活载样式时，如果给特别定义的活载样式工况以一个“其它”设计类型而不是一个“活载”设计类型，它通常工作得更好。这样，自动生成的默认设计荷载组合中将不包括特殊活载样式工况，避免重复计算这些荷载组合中的一些活载的可能。 连续跨的特殊活载样式 对于在一端或两端的连续的梁跨的强度设计，程序将执行类似于在前一节中所述悬臂后端跨的特殊活载样式。用于连续跨的活载样式与用户所期待的可能稍有不同，因此应该仔细阅读本节，以理解程序进行的操作。 一个连续跨的每个组合梁设计荷载组合有DL、SDL和（LL＋RLL）分量。还可能有其它类型的荷载分量。其它类型荷载分量的特性并不重要。图2a中显示了DL、SDL、（LL＋RLL）以及其它分量。 程序在内部生成一个连续跨的简单支承模型。它把一个荷载应用到这个简支的跨度上，该荷载等于一个系数乘以应用到该跨度的LL＋RLL。在组合梁设计首选项中的梁选项上指定使用的系数，作为活载样式系数。（点击选项菜单 > 首选项 > 组合梁设计命令可访问首选项对话框。）图2b说明了这个在内部生成的模型及荷载。在该图中，PLLF是活载样式系数的简称。 最后对于连续跨的强度设计（只有使用荷载），程序将为每个设计荷载组合考虑下列两个条件： 以实际连续性指定的DL＋SDL＋LL＋RLL（＋任何其它类型的荷载，如果存在）。 以实际连续性指定的DL＋SDL（＋任何其它类型的荷载，如果存在）加上应用到简单支承梁的活载样式系数乘以（LL＋RLL）的积。 技术注释连续跨的特殊活载样式 10-3
设计荷载组合 组合梁设计 图 2：连续跨度强度设计所考虑的条件 图2c显示了这两个条件。 注意：只在使用荷载强度设计时考虑在此处描述的条件。程序不为挠度设计或施工荷载设计进行任何特殊样式荷载检查。 如果需要的荷载样式与程序提供的不同，则应该生成自己的设计荷载组合。当生成自己的活载样式时，如果给特别定义的活载样式工况以一个“其它”设计类型而不是一个“活载”设计类型，它通常工作得更好。这样，自动生成的默认设计荷载组合中将不包括特殊活载样式工况，以避免重复计算这些荷载组合中的一些活载的可能。 技术注释 10-4 连续跨的特殊活载样式
2003年9月 组合梁设计 技术注释 11 梁挠度与起拱 此技术注释描述程序如何计算梁挠度以及如何考虑梁起拱。 挠度 在组合梁设计后处理器中，当一个梁被支撑，计算挠度使用(a)转换的惯性矩Itr ，如果有完全的 (100%)组合联接；(b)有效的惯性矩Ieff ，如果有一局部组合联接；或 (c) 单独钢梁的惯性矩Ibare，如果梁被设计成非组合的或是一个悬臂梁悬挑部分。 注意： 程序以默认值或用户-指定的挠度限制检查组合梁的挠度。 Itr 如下计算： 22I=Ay+I−(A)ytr∑tr1∑O∑tr 公式 1 式中： 2A = 组合梁截面的一个单元面积，单位in 。 try = 从钢梁截面的下翼缘底部到梁截面一个单元质心的距离，单位 in。 l4I = 钢梁截面一个单元的惯性矩，取自于钢梁截面自身的弹性中性轴，单位in Oy = 从钢梁截面的下翼缘底部到整个组合梁弹性中性轴的距离，单位in。 Ieff 如下计算： I=I+PCC(I−I)effbaretrbare 公式 2 式中： PCC = 组合梁连接百分比，无单位。百分比在25% 和 100% 之间（包含）改变。 4I = 独立钢梁加上盖板（如果它存在）的惯性矩，单位 in。 bare4I = 一个部分组合梁的有效惯性矩，单位in 。 eff 4I = 取自组合梁弹性中性轴的转换截面惯性矩，计算如公式 1所描述 ，单位 in 。 tr技术注释 11-1挠度
梁挠度与起拱 组合梁设计 Ibare如下计算： 22I=(Ay)+I−(A)ybare∑1∑O∑bare 公式 3 式中： 224∑(Ay) = 钢梁截面(包括盖板，如果它存在)所有单元的A乘以y的结果总和，单位in。 114∑I = 梁截面每个单元的惯性矩总和，取自于单元重心，单位in 。 o2∑A = 钢梁截面(包括盖板，如果它存在)所有单元的面积总和，单位in。 y = 从钢梁截面的下翼缘的底部到钢梁(包括盖板，如果它存在)的弹性中性轴的距离，单bare位in。 如果一个组合梁是无支撑的，恒载挠度总是基于独立钢截面(加上盖板，如果它存在)的惯性矩Ibare。计算其它荷载挠度使用(a)转换的惯性矩Itr，如果有完全的 (100%)组合联接；(b)有效的惯性矩Ieff ，如果有一局部部分组合联接；或 (c) 单独钢梁的惯性矩Ibare，如果梁被设计成非组合的或是一个悬臂梁悬挑部分。 图 1： 组合梁设计后处理器的挠度结果报告 当挠度用于作为选择最佳梁尺寸标准的时候，程序检查总荷载挠度减去起拱不超过指定的总荷载挠度限制。它也检查活载挠度不超过规定活载挠度限制。 程序使用一个弯矩-面积技术计算组合梁挠度。通过沿着梁的长度在每个测站计算 M/ EI 数值，然后在那些测站以直线段连接 M/ EI 数值形成一个 M/ EI 图。程序假定惯性矩不沿梁(线对象)的长度改变。 在每个测站计算梁的挠度。通过在每个测站以直线段连接计算的挠度值绘制梁的全部变形形状。因此，程序假定在测站之间的挠度是一种线性的变化。 在此程序的组合梁设计中，报告的挠度是相对于一个在梁末端位偏斜位置之间的绘制的线的垂直位移。举例来说，参考在图 1 中显示的梁，图 1a显示最初未变形的梁以及沿着梁标示为A的一技术注释 11-2 挠度
组合梁设计 梁挠度与起拱 个随机点，图 1b显示在变形位置梁的并且图示说明组合梁设计后处理器报告的在那个梁点 A的挠度。 悬臂梁悬挑部分挠度报告 对于悬臂梁悬挑部分，程序的组合梁设计后处理器报告相对被支撑端点变形位置的梁位移。这个设计后处理器计算的位移假定悬臂梁悬挑部分的被支撑端点相对于旋转是固定的。 如果使用显示菜单 > 显示变形形状命令查看悬臂端点的位移时，报告相对于悬臂端点的无变形位置的位移。在那种情况下，将考虑悬臂梁悬挑部分的被支撑端点的旋转。然而，所显示的位移全部是基于分析截面属性( 非组合惯性矩)。 起拱 当计算梁的起拱时，起拱的数量基于恒载 (不包括附加的恒载)挠度的一个百分比。默认情况下，此百分比为100% ，但是可在组合梁设计首选项的挠度选项上修改此数值。修改的项目名是“起拱 DL(%)。”使用选项菜单> 首选项 >组合梁设计命令访问组合梁设计首选项。 程序指定的最小起拱(除了零之外)是3/4英寸，程序指定的最大起拱是 4英寸。程序以1/4英寸增量指定起拱。表 1 显示程序如何基于指定恒载挠度的百分比指定起拱给一个梁。 表格1：程序如何指定起拱 程序指定的起拱程序指定的起拱CP * ΔDL CP * ΔDL (英寸) (英寸) (英寸) (英寸) ≥ < ≥ < . 0 1 3 2 . 4 在表中， CP 是指定的恒载挠度的百分比，起拱的指定将基于此。 CP * ΔDL栏被分为标示“≥”与 “<”的两个子栏 。这两个子栏指定CP * ΔDL的范围，程序以此指定一个精确的起拱 。 程序为用户需要指定起拱的那些梁指定起拱，不考虑梁高度或长度。请用户根据自身的设计规范和钢梁供应商提供的信息检查程序计算出的梁起拱，以做必要的调整。 技术注释起拱 11-3
2003年9月 组合梁设计 技术注释 12 梁振动 概述 默认地，程序对每个梁计算第一自振频率并且在输出中报告它，但是不默认使用此信息来确定组合梁截面的适用性。可在组合梁设计首选项的首选项选项上改变它。也可指定一个梁截面必须满足考虑可接受的最小Murray阻尼要求。 振动频率 程序使用公式 1 计算梁的第一自振频率。 gEIstrf=Kf3WL 公式 1 式中： f = 梁的第一自振频率，单位 周期/秒 K = 一个无单位的系数，通常等于 ，除非梁是一个悬臂梁的悬挑部分，在此情况下fK 是如图1所定义并且在表1中列出数字，对于一个一端固接一端自由的悬臂梁， Kff为。注意图 1 是基于Murray 和 Hendrick (1977)中的一个类似的图。 2g = 重力加速度，单位in/sec。 E = 钢弹性模量，单位ksi。 sI = 组合梁计算的转换截面惯性矩，假定完全(100%)组合联接，不考虑实际的组合联接百tr4分率，in 。计算I 使用了技术注释组合梁设计：梁挠度与起拱的公式 1。对于没有楼tr板支撑的梁，I适用。计算 I 使用了技术注释组合梁设计：梁挠度与起拱的公式 3。 barebareW = 由梁支承的全部荷载，单位kips。程序计算中，此项是所有被梁支承的恒载以及附加恒载的总和，加上被梁支承的所有活载和折减活载的一个百分比。活载的百分比在组合梁首选项中指定。预计的百分比是活载持续部分的一个估计(总设计活载的约10% 到 25% )。参见 Naeim (1991)及有关W的特别注意。 L = 支座中心到支座中心的梁长度，单位in。 技术注释 12-1概述
梁振动 组合梁设计 注意： 对于振动计算，程序计算惯性矩假定完全(100%)组合联接，不考虑实际的组合联接百分率。 有关W的特别注意，频率计算中所用的重量 程序确定在频率计算中所用的重量，W，是以所有恒载的总数，加上所有附加的恒载的总数，加上在梁上的所有活载的总数与折减的活载的一些百分比，而不考虑那些荷载是否被包含在一个设计荷载组合中。程序基于在荷载工况定义中定义的荷载类型确定荷载的类型 (恒载、活载、及其它) 。使用定义菜单 > 静力荷载工况命令定义荷载工况。 因此, 为程序正确地计算被梁支承的重量，以及如此正确地计算频率，当定义静载工况的时候，必须确定正确地标记了全部的荷载类型。要小心不要以恒载、附加的恒载、活载或折减的活载类型定义相同的荷载两次 (也就是在两个不同的荷载工况中)。如果需要定义相同的荷载两次，可能需要以第二个工况的一个其它类型荷载标记荷载。当计算重量，W的时候，使程序计算两次荷载。 图1：在公式 1中使用的一个悬臂梁的K系数 f参见此技术注释的第一页的有关 K 的定义。 f技术注释 12-2 振动频率
组合梁设计 梁振动 表格 1 ：如图 1 程序所使用的数字化值 点 H/L Kf 点 H/L Kf 点 H/L Kf 1 0 11 21 2 12 22 3 13 23 4 14 24 5 15 1 25 2 6 16 26 7 17 27 8 18 28 9 19 29 10 20 30 最小Murray阻尼要求 在其标题为“居住者感应的楼板振动接受性准则”，的报告中， Thomas M. Murray (Murray 1981)建议承受人的行走振动的钢梁- 混凝土平板楼层系统接受标准，如公式 2 所示： AsbD≥35f+ 公式 2 式中： D = 阻尼比，在楼层系统中固有的百分率临界阻尼，无单位的。此项在组合梁首选项的振动选项上指定。 A = 一个单独梁的初始位移幅值，起因于一个脚步落下的影响，单位in。 sbN = 抵抗脚步落下影响的梁有效个数，无单位。 efff = 梁的第一自振频率，单位 周期/秒，从公式1计算出。 如果阻尼比D大于公式 2 的右边，梁被认为是可接受的。典型建筑物结构的近似阻尼比数值在文献中出版。(例如，Allen 1974；Allen and Rainer 1976; Allen, Rainer and Pernica 1979; Murray 1975;以及 Murray 1991)初始位移振幅的微分推导在此处描述。 初始位移振幅 计算单独梁的初始位移振幅Asb，首先计算最大的初始位移的时间tO，单位秒。该时间使用公式 3计算。 技术注释最小Murray阻尼要求 12-3
梁振动 组合梁设计 1-1t=tan(πf)Oπf 公式 3 -1其中f是如公式 1确定的第一自振频率，而且tan(πf) 以弧度计算。在tO的值确定之后，取决于tO的值，或从公式 4a或从公式 4b计算Asb的值。 3PLOA=(−t), 如果 t ≤ 公式4a 3PL1OA=**VF, 如果 t > πfstr 公式4b 式中： 2VF=2[πfsin(πf)−cos(πf)]+(πf) 公式4c 在公式4c中，sin(πf)项与cos(πf)项以弧度计算。 在公式 4a到4c中， A = 一个单独梁的初始位移幅值，起因于一个脚步落下的影响，单位in。 sbP = 脚步落下的力，单位kips。此力取为 kips。 OL = 支座中心到支座中心的梁长度，单位in。 E = 钢弹性模量，单位ksi。 sI = 组合梁计算的转换截面惯性矩，假定完全(100%)组合联接，不考虑实际的组合联接百tr4分率，in 。计算I 使用技术注释组合梁设计：梁挠度与起拱的公式 1 。如果没有由梁tr支承的楼板，I用于此项。计算 I 使用技术注释组合梁设计：梁挠度与起拱的公式 3。 barebaref = 梁的第一自振频率，单位周期/秒，由此技术注释的公式1计算出。 抵抗脚步落下影响的梁有效个数 程序默认使用一个为1的Neff值 。如果需要，可以选择在组合梁覆盖项的振动选项上指定 Neff的一个数值，或使用此技术注释的公式 5指定程序计算Neff数值。 下列为有关公式5的程序实现的注意事项： 当使用公式 5 计算Neff的时候，程序不检查或考虑平行等间距梁的数目。 在公式 5 中用的梁间隔是用户在组合梁覆盖项中输入的。 如果所考虑的梁是一个悬臂梁悬挑部分，程序计算的 Neff数值总是被设定成 。 技术注释 12-4 初始位移振幅
组合梁设计 梁振动 如果所考虑梁的只在一侧具有楼板，或没有楼板，程序计算的 N数值总是被设定成 。 ⎛⎞sb⎜⎟N=−+eff⎜⎟davg⎝⎠34⎛⎞⎛⎞LL−8⎜⎟⎜⎟*10+⎜⎟⎜⎟Istr⎝b⎠⎝⎠ 公式 5 式中： N= 抵抗脚步落下影响的梁有效数，无单位。 eff s = 用户在组合梁覆盖项中输入的梁间距，单位in。 bd = 混凝土平板的平均高度，包括金属楼板肋上的混凝土平板，单位in。 avgL = 支座中心到支座中心的梁长度，单位in。 I = 组合梁计算的转换截面惯性矩，假定完全(100%)组合联接，不考虑实际的组合联接百tr4分率，in 。计算I 使用技术注释组合梁设计：梁挠度与起拱的公式 1。如果没有由梁tr支承的楼板，I用于此项。计算 I 使用技术注释组合梁设计：梁挠度与起拱的公式 3。 barebare高度davg 计算如下： ⎡⎤⎛⎞whrleftrleft⎜⎟⎢+tb+⎥clefteffleft⎜⎟S⎢⎥rleft⎝⎠⎢⎥⎛⎞wh⎢⎥rrightrright⎜⎟+tb⎢crighteffright⎥⎜⎟Srright⎢⎥⎝⎠⎣⎦d=avgb+befflefteffright 公式 6 式中： w = 金属楼板肋的平均宽度，单位 in。 rh = 金属楼板肋的高度，单位 in。 rS = 金属楼板肋的中心距间距，单位in。 rt = 金属楼板肋上的混凝土平板高度或实心混凝土平板的高度，单位in。 cb = 组合梁设计的有效平板宽度，单位in。 eff上面的每个量在梁的左侧与右侧是不同的。 技术注释初始位移振幅 12-5
梁振动 组合梁设计 参考文献 Allen, . 1974. Vibrational Behavior of Long Span Floor Slabs. Canadian Journal of Civil Engineering. Vol. 1, No. 1. September. Allen, D. E., and . Rainer. 1976. Vibration Criteria for Long Span Floors. Canadian Journal of Civil Engineering. Vol. 3, . June. Allen, ., . Rainer, and G. Pernica. 1979. Vibration Criteria for Long Span Concrete Floors. Vibrations of Concrete Structures. Publication SP-60. American Concrete Institute. Detroit, MI. Murray, . 1975. Design to Prevent Floor Vibration. Engineering Journal. American Institute of Steel Construction, Inc. Vol. 12, No. 3. Murray, . 1981. Acceptability Criterion for Occupant-Induced Floor Vibrations. Engineering Journal. American Institute of Steel Construction, Inc. Vol. 18, No. 2. Murray, . 1991. Building Floor Vibrations. Engineering Journal. American Institute of Steel Construction, Inc. Vol. 28, No. 3. Murray, . and . Hendrick. 1977. Floor Vibrations and Cantilevered Construction. Engineering Journal. American Steel Institute of Steel Construction, Inc. Vol. 14, No. 3. Naeim, F. 1991. Design Practice to Prevent Floor Vibration. Steel Tips, Technical Information & Product Service. Structural Steel Educational Council. September. 技术注释 12-6 参考文献
2003年9月 组合梁设计 技术注释 13 在一个组合梁上的抗剪栓钉分布 概述 此技术注释描述程序如何计算与报告在一个组合梁上的抗剪栓钉分布。此部分以介绍“组合梁段”开始。随后描述程序如何计算一个梁上的抗剪栓钉分布。 组合梁段 为了报告在每个组合梁上所需的抗剪栓钉数目，程序把每个组合梁的上翼缘分成梁段。梁段沿着梁的长度延伸。每个组合梁由一个或多个的组合梁段所组成。 注意： 当程序设计一个组合梁的时候，它报告在每个组合梁段中所需的的抗剪栓钉数目。因此，理解技术注释描述的如何定义组合梁段很重要。 一个组合梁段可能位于下列提供的三个项目中任何两项之间，这里假定梁上有混凝土，且梁的上翼缘沿梁段长度内都存在。 1、梁的上翼缘的实际端点。 2、模型中，所考虑的梁上框接有其它的梁。 3、在所考虑梁之上的混凝土板实际端。 一个组合梁段不能够存在于上方没有混凝土的，或梁上翼缘已经被覆盖住的位置上。图 1 显示组合梁段的一些例子。图中使用下列各项标记： L = 组合梁的长度，从支座中心到支座中心的测量距离，单位in。 L = 一个组合梁段的长度，单位 in。 CBS注意：一个组合梁能有超过一个的组合梁段，如图 1c 所示。 技术注释 13-1概述
在一个组合梁上的抗剪栓钉分布 组合梁设计 梁上翼缘的实际端 当组合梁段的一端或两端位于组合梁端部的时候，程序必须假定梁的上翼缘端部的正确位置以计算组合梁段一个长度，LCBS。 当确定梁的上翼缘端部位置的时候，程序将假定上翼缘从左支座的中心延伸到右支座的中心。 然后它减去从梁每个端的一个支承距离S，以及从梁的每个端一个间隙距离G。间隙距离G，总是 1/2"。支承距离的改变取决于支承的类型以及梁框架进入支承之内的角度。 如果梁的末端被一个墙或一个点支座所支承，那么支承距离S将假定为零。如果梁的端部被另外的一个梁支承，支承距离 S 将以在图 2 中工况 1与工况2所图示说明那样确定，图中显示了被一个I形梁支承的梁。一个类似的方法被用于其它类型支承梁的特殊工况。 如果梁的末端被一个柱支承，支承距离 S 将以在图1 中工况 3，4 与工况5所图示说明那样确定，图中显示了被一个I形柱支承的梁。一个类似的方法被用于箱形柱以及在一些其它柱形状的非常特殊工况中。 技术注释 13-2 梁上翼缘的实际端
组合梁设计 在一个组合梁上的抗剪栓钉分布 图1：组合梁段, L示例 CBS技术注释梁上翼缘的实际端 13-3
在一个组合梁上的抗剪栓钉分布 组合梁设计 图 2：支承距离S，间隙距离G 示例 注意： 1、S 是支承距离。 2、G 是间隙距离。 3、如果一个梁被一个墙或一个点支座所支承，程序假定尺寸 S 为 0"。 4、工况1和 2 中的尺度b是支承主梁的上翼缘宽度。 f5、工况 3和5的尺寸b是支承柱的翼缘宽度(尺寸平行于局部 3-轴)。如果两个翼缘有不同的f宽度，使用较大的翼缘宽度。 6、工况 4和5的尺寸d 是支承柱的高度(尺寸平行于局部 2-轴)。 在一些其它柱形状的特殊工况中，程序在形状的周围绘制一个矩形框。矩形的边沿与形状的局部2-轴以及局部3-轴平行。梁被假定与那个矩形框的中心连接。矩形的边缘尺寸被假定是bf和d，bf是对局部3-轴平行的尺寸，而d是对局部2-轴平行的尺寸。 技术注释 13-4 梁上翼缘的实际端
组合梁设计 在一个组合梁上的抗剪栓钉分布 在一个组合梁段中抗剪栓钉的分布 在一个组合梁段里面程序总是假定一个抗剪栓钉的均匀强度。这是一个方便的假设，以便在一些工况中可产生抗剪栓钉的一个略微保守的数目。 程序如何在一个梁上分布抗剪栓钉 本节描述程序如何计算一个梁上的抗剪栓钉分布。 当确定在一个组合梁上的抗剪栓钉分布的时候，程序考虑下列各项测站： 1、最大正弯矩测站。 2、在一个正弯矩大于 倍最大正弯矩的任何测站。 3、对于在程序中定义的任何荷载工况，有一个集中荷载作用其上的任何测站。即使有集中荷载的荷载工况不被用在组合梁设计的设计荷载组合中，当确定抗剪栓钉分布的时候，程序将会仍然考虑集中荷载处的测站。然而，当确定抗剪栓钉分布的时候，它将不以任何明确方式考虑那一个不用的荷载工况荷载。 在每个考虑的测站，程序以确定L1 left 和L1 right的距离开始。如图3所示的一个典型的组合梁，其上只有正弯矩并且沿着它的整个长度有一个下面带金属板的混凝土板。图中使用下列各项标记： 图 3:L1 left 与 L1 right的图示说明 L = 组合梁的长度，从支座中心到支座中心的测量距离，单位in。 L= 从考虑的测站到最靠近的零弯矩点或梁上翼缘实际端的距离，或到考虑的测站左侧混1 left凝土板的实际端，单位in。 技术注释程序如何在一个梁上分布抗剪栓钉 13-5
在一个组合梁上的抗剪栓钉分布 组合梁设计 L = 从考虑的测站到最靠近的零弯矩点或梁的上翼缘的实际端距离，或到考虑的测站1 right右侧混凝土板的实际端，单位in。 下一步，程序计算在L1 left与L1 right长度之间需要的抗剪栓钉数目，N。此为一个由规范指定的计算并在技术注释组合梁设计AISC-ASD89：抗剪栓钉数的计算与组合梁设计AISC-LRFD93：抗剪栓钉中描述。 程序沿着梁从左到右工作，在每个考虑的测站进行计算。这些计算在本技术注释中稍后描述。当沿着梁有超过一个的组合梁段，程序必须在结束从左到右的通过之后，再次沿着梁从右到左工作，在每个考虑的测站进行计算。 当程序在每个考虑的测站完成所需的计算的时候，它已经确定了沿着梁在每个组合梁段中基于强度考虑的所需的均匀间隔抗剪栓钉。如果发现算出的栓钉数目比梁所需的最小栓钉数目少，程序将增加梁的栓钉数目。此检查在稍后题目为“一个组合梁段抗剪栓钉的最小和最大数目”小节中描述。 程序也检查抗剪栓钉所需的数目是基于强度考虑或还是基于在梁上实际适合的最小栓钉要求。此检查在技术注释组合梁设计：在一个组合梁段中适合的抗剪栓钉数目中描述。如果所需的栓钉数目在梁上不适合，程序认为梁是不适合的。 在下列计算的描述中，程序沿着梁按其步骤使用LCBSn 与 NCBSn项运行，然后再一次返回。LCBS是组合梁段的长度，而NCBS是在一个组合梁段中所需要的均匀间隔抗剪栓钉数目。 n 是组合梁段号。最左边的组合梁段总是LCBS1，然后组合梁段的编号有序地排向梁的右端。 最后关心的数值是NCBSn值。注意：最终计算出的NCBSn值是所关心的数值。所有其它的NCBSn数值是中间值。 在公式中使用时(公式1到4d)也要注意NCBSx Prev值是在前面所考虑的测站计算的 NCBSx 值。最后，公式 1到 5中使用的Roundup（上舍入）项的意义是计算显示的量并向上取整到下一个整数。 当程序从左到右工作时所用的公式 当程序沿着梁从左向右工作的时候，计算NCBSn所使用的公式取决于所考虑的测站位置。 组合梁段 1 的测站 当程序沿着梁从左向右工作并且所考虑的测站在组合梁段 1 中，或在组合梁段 1 右端的时候，用公式 1确定NCBS1 的数值。 注意：当沿着梁只有一个组合梁段时，公式1是在每个所考虑的测站使用的公式。 技术注释 13-6 程序如何在一个梁上分布抗剪栓钉
组合梁设计 在一个组合梁上的抗剪栓钉分布 N=CBS1⎡⎤⎛⎞NN⎜⎟Roundup⎢Max,*L⎥≥NCBS1CBS1Prev⎜⎟LL⎢⎥1left1right⎝⎠⎣⎦ 公式 1 当n>1时，NCBSn的值(即组合梁段 2、3、及其它组合梁段的NCBS值。)不可用，并且当沿着梁从左到右工作的时候，在这些测站不能计算其值。 注意： 在NCBS1项中，“1”代表组合梁段 1 。 组合梁段n的测站，n > 1 当所考虑的测站在组合梁段 n 中，其中 n>1，而且程序正在沿着梁从左到右工作的时候，使用此小节的公式。注意：如果被考虑的测站与组合梁段 n 的右端重合，测站被假定在组合梁段 n 中(当程序正在沿着梁从左到右工作的时候)。 公式2a 应用于组合梁段 i，其中i是一个小于 n 的整数。 ⎛⎞N⎜⎟N=Roundup*L≥NCBSiCBSiCBSiPrev⎜⎟L1left⎝⎠ 公式2a 公式2b与 2c 应用于组合梁段 n。 n−1n−1N*L<NCBSiCBSi∑∑L1lefti=1i=1如果 ，使用公式2b 计算NCBSn。否则使用公式2c 计算NCBSn。 N=CBSnn−1⎛⎞⎜⎟N-N∑CBSi⎜⎟i=1Roundup⎜*L⎟≥NCBSnCBSnPrevn−1⎜⎟L−L⎜1leftCBSi∑⎟⎜⎟⎝i=1⎠ 公式2b ⎛⎞N⎜⎟N=Roundup*L≥NCBSnCBSnCBSnPrev⎜⎟L1left⎝⎠ 公式2c 当 i>n，程序正在沿着梁从左到右工作的时候，NCBSi 的数值不是可应用的并且不能在那些测站计算。 技术注释程序如何在一个梁上分布抗剪栓钉 13-7
在一个组合梁上的抗剪栓钉分布 组合梁设计 当程序从右左到工作时所用的公式 注意：如果沿着梁的长度有超过一个组合梁段，程序才有必要沿着梁从右向左向反向工作。当程序沿着梁从右到左工作的时候，计算NCBSn所使用的公式取决于所考虑的测站位置。 组合梁段最右端的测站 当程序沿着梁从右到左往回工作，并且所考虑的测站在最右边的组合梁段中，或在最右边的组合梁段左端的时候，使用本小节的公式。对于最右边的组合梁段： N=CBS rightmost⎡⎤⎛⎞NN⎜⎟Roundup⎢Max,*L⎥,CBSrightmost⎜⎟LL⎢⎥1left1right⎝⎠⎣⎦N≥NCBS rightmostCBSrightmostprev 公式3a 对于其它不是最右边的组合梁段，使用公式3b。在公式 3b 中，i代表组合梁段号。 N=NCBSiCBSiPrev 公式3b 不在组合梁段最右端的测站 当程序沿着梁从右到左往反向工作的时候，使用此小节的公式。(注意：这意味沿着梁有超过一个的组合梁段。)在此节中，假定所考虑测站在组合梁段 n中(或在左端)。 公式4a 应用于组合梁段 i，其中i是一个大于 n 的整数。例如，如果所考虑测站在组合梁段 2 中，公式4a适用于组合梁段 3、4、及其它。 ⎛⎞N⎜⎟N=Roundup*L≥NCBSiCBSiCBSiPrev⎜⎟L1right⎝⎠ 公式4a 公式 4b 和 4c 应用于组合梁段 n 。例如，如果所考虑测站在组合梁段 2 中，公式 4b 和 4c 只适用于组合梁段 2 。 rightmostrightmostN*L<N∑CBSi∑CBSiL1righti=n+1i=n+1如果 ，则使用公式4b 计算NCBSn。否则使用公式4c 计算N。 CBSn技术注释 13-8 程序如何在一个梁上分布抗剪栓钉
组合梁设计 在一个组合梁上的抗剪栓钉分布 N=CBSnrightmost⎛⎞⎜⎟N-NCBSi∑⎜⎟i=n+1Roundup⎜*L⎟≥NCBSnCBSnPrevrightmost⎜⎟L−L⎜⎟1rightCBSi∑⎜⎟⎝i=n+1⎠ 公式4b ⎛⎞N⎜⎟N=Roundup*L≥NCBSnCBSnCBSnPrev⎜⎟L1right⎝⎠ 公式4c 公式4d 应用于组合梁段 i，其中i是一个小于 n 的整数。例如，如果所考虑测站在组合梁段 2 中，公式4d适用于组合梁段 1。 N=NCBSiCBSiPrev 公式4d 在一个组合梁段中抗剪栓钉的最大与最小数目 当使用在前一节中描述的程序过程计算出在一个组合梁段中所需要的抗剪栓钉数目之后，程序检查栓钉的数目是否不小于所需的最小数目。这个所需的最小数目MSCBS，沿着梁长度基于抗剪栓钉的最大纵间距MaxLS计算出。最大纵间距MaxLS在组合梁覆盖项的抗剪栓钉选项上指定。此计算在公式 5 中显示。 ⎛L⎞CBSMS=Roundup⎜⎟CBS⎜⎟MaxLS⎝⎠ 公式 5 程序也检查在一个组合梁段中所需的栓钉数目是否不超过在段中实际上适合的数目。 技术注释组合梁设计：在一个组合梁段中适合的抗剪栓钉数目 描述了程序如何确定在一个组合梁段中可以适合的栓钉最大数目。 注意： 在一个组合梁段中所需要的抗剪栓钉最小数目，基于在组合梁覆盖项的抗剪栓钉选项上指定的抗剪栓钉最大纵间距计算。 一个有关多重设计荷载组合的注意提示 当在一个组合梁上有多重设计荷载组合时，程序分别为每个设计荷载组合确定栓钉布置，并且随后使用一个智能算法确定满足所有设计荷载组合的最终栓钉布置。 例如，以四个组合梁段 ( CBS1到 CBS4) 和两个分别的设计荷载组合(1 和 2)考虑一个梁。图 技术注释一个有关多重设计荷载组合的注意提示 13-9
在一个组合梁上的抗剪栓钉分布 组合梁设计 4a显示为第一个设计荷载组合获得的栓钉布置，以及图4b显示为第二个设计荷载组合获得的栓钉布置。注意图中的NCBS项代表对应的组合梁段抗剪栓钉数目。 图 4c 显示为此梁报告的最终栓钉布置。注意：智能算法允许程序将设计荷载组合 1的组合梁段2所需要的五个抗剪栓钉之一转换进在组合梁段1之内。 CBS1 CBS2CBS3CBS4N NNN = 5 = 5 = 5 = 5CBS CBSCBSCBSa) 设计荷载组合1的抗剪栓钉CBS1 CBS2CBS3CBS4N NNN= 6 = 2 = 2 = 4CBS CBSCBSCBSb) 设计荷载组合2的抗剪栓钉CBS1 CBS2CBS3CBS4N NNN = 6 = 4 = 5 = 5CBS CBSCBSCBSc) 按程序最终分配抗剪栓钉 图 4: 当考虑多重设计荷载组合时的抗剪栓钉布置示例 技术注释 13-10 一个有关多重设计荷载组合的注意提示
2003年9月 组合梁设计 技术注释 14 在一个组合梁段中适合的抗剪栓钉数目 简述 组合梁段在技术注释 组合梁设计：在一个组合梁上的抗剪栓钉分布的“组合梁段”中定义。简而言之，一个组合梁段在任何下列各项之间跨越：(1) 梁的上翼缘的实际端，(2) 另外的梁框架进被考虑梁之内，(3) 在梁顶部上的混凝土板的实际端。当程序设计一个组合梁的时候，它报告在每个组合梁段中所需的均匀间隔抗剪栓钉数目。 提示： 理解程序如何定义组合梁段是非常重要的。参见技术注释组合梁设计：在一个组合梁上的抗剪栓钉分布的“组合梁段”以获得更多的有关信息。 对于一个在程序组合梁后处理器中足够的梁截面，梁的应力和挠度必须小于允许的应力和挠度，而且在每个组合梁中所需要的抗剪栓钉数目必须是小于或等于能在组合梁中适合的抗剪栓钉最大数目。此技术注释描述程序如何计算在一个组合梁上适合的抗剪栓钉最大数目。 当具有一个无金属楼板的实心板并且同时楼板肋平行跨越梁跨度时，程序使用相同的方法确定能在一个组合梁上适合的抗剪栓钉数目。当楼板肋垂直跨越梁的时候，程序使用一个不同的方法。这些条件在下两节中描述。 实心板或楼板肋方向平行于梁跨度 当具有一个无金属楼板的实心板，或当有金属楼板和金属楼板肋被假定≥ d & ≥ 1"s是平行于梁跨，程序使用下列过程确定能被放置在一个组合梁段里面的抗剪栓钉数目。参见技术注释组合梁设计：在一个组合梁上的抗剪栓钉分布的"组合梁段" 以获得一个组合梁段的定义。 注意： 能适合放置于梁的上翼缘中横向一行的抗剪栓钉数目可能受限于梁上翼缘的宽度、楼板肋的宽度、或在组合梁覆盖项的抗剪栓钉选项上指定的每行栓钉。 1、 程序确定能适合在梁的上翼缘宽度横向的一个单行中抗剪栓钉数目。当具有一个实心板(无技术注释 14-1简述
在一个组合梁段中适合的抗剪栓钉数目 组合梁设计 金属楼板)时，抗剪栓钉的数目被梁翼缘的(下面1a 项)宽度或厚度限制，或被在组合梁覆盖的抗剪栓钉选项上指定的“每行最大栓钉数”项限制。当楼板的方向和梁平行的时候，抗剪栓钉的数目可能被梁翼缘(下面1a 项)的宽度或厚度、金属楼板肋(下面1b 项)的宽度限制，或被在组合梁覆盖的抗剪栓钉选项上指定的"每行最大栓钉数" 项限制。下列各项是每一个这些限制的描述： a. 当检查适合横过梁翼缘宽度的抗剪栓钉数目的时候，程序假设抗剪栓钉被置于梁的中线(腹板)附近，并且一个抗剪栓钉的中心到梁翼缘边缘的距离不能小于ds或1英寸，但可以大于等于d或1英寸。如右边简图所示。 s在前面的段落和简图(上右)中，ds是抗剪栓钉的直径。净空要求意谓从抗剪栓钉的面到梁翼缘边缘的最小净距等于一个抗剪栓钉直径的二分之一。对于直径少于 1 "的抗剪栓钉(通常它们直径为 3/4")，程序净空略微超过一个抗剪栓钉直径的二分之一。这一净距是由程序提供，以便考虑抗剪栓钉适当的焊接。 b. 当检查适合一个金属楼板肋的抗剪栓钉数目的时候，程序假设抗剪栓钉及楼板肋被置中于梁的中线(腹板)附近，并且一个抗剪栓钉的中心到梁翼缘≥ (d + h/4)≥ (d + h/4)srsr边缘的距离不能小于d + h/4。如右边简图所示。 srwr在前面的段落和简图中，ds是抗剪栓钉的直径，而hr是金属楼板肋的高度。简图中的wr尺寸是楼板肋的平均宽度。在抗剪栓钉之间的间距是在组合梁设计覆盖项的抗剪栓钉选项上指定的“最小横向间隔”项。此抗剪栓钉间距的默认值是 4ds。 尺寸ds + hr/4源自假定金属楼板肋侧面的边沿斜坡是2 到 1 ，而且从抗剪栓钉的面到金属楼板肋开始升起的边缘点的净距等于一个抗剪栓钉直径的二分之一。这一净距是由程序提供，以便于抗剪栓钉适当的焊接。 尽管上述1a项或1b项中求出了适合整个梁翼缘宽度的抗剪栓钉数目，程序不使用大于在组合梁覆盖项的抗剪栓钉选项上“每行最大栓钉数”项指定的抗剪栓钉数目。 2、程序确定能在梁翼缘上两个考虑的点之间适合的抗剪栓钉横向行数目。此数目由在组合梁设计覆盖项的抗剪栓钉选项上指定的“最小纵向间隔”项控制。 3、程序将在条目1中确定一个单行抗剪栓钉的最大数目与在条目2中确定能在一个组合梁段中适合的抗剪栓钉横向行数相乘，以计算能在组合梁段中排列的抗剪栓钉的最大数目。 提示： 使用组合梁覆盖项修改默认的最小横向和纵向抗剪栓钉间隔。 图1是一个流程图，图示说明当一个实心板，或当金属楼板跨平行于梁跨度时，程序如何计算在一个组合梁段中适合的抗剪栓钉最大数目。 流程图中的“Int”项是指计算显示的结果并将结果下舍入到最近的整数。流程图中使用的变技术注释 14-2 实心板或楼板肋方向平行于梁跨度 hr
组合梁设计 在一个组合梁段中适合的抗剪栓钉数目 量定义是： t = 梁的上翼缘厚度，单位in。 f-topd = 抗剪栓钉的直径，单位in。 sSPR = 能适合在一个组合梁的上翼缘宽度横向的一个单行中排列的抗剪栓钉最大数目，max无单位。 Temp = 等于在括弧内指定的项目 2 或项目 3 最小值的临时变量，单位in。被指定的项目由逗点分开。 b = 梁的上翼缘宽度，单位in。 f-topw = 金属楼板肋的平均宽度，单位 in。 rh = 金属楼板肋的高度，单位 in。 rMTS = 基于组合梁覆盖项的抗剪栓钉选项上指定的梁上翼缘宽度横向的抗剪栓钉最小横向间距，单位in。 MSPR = 基于组合梁覆盖项的抗剪栓钉选项上指定的梁上翼缘宽度横向每行的抗剪栓钉最大数目，无单位。 RS = 能在一个组合梁段中排列的抗剪栓钉横向行的最大数目，无单位。 maxL = 一个组合梁段的长度，单位 in。 CBSMLS = 基于组合梁覆盖项的抗剪栓钉选项上指定的沿着梁长度的抗剪栓钉最小纵向间距，单位in。 NS = 能在一个组合梁段中排列的抗剪栓钉的最大数目，无单位。 max注意：在流程图的公式中，最靠近组合梁段端部的抗剪栓钉位置到该组合梁段端部的距离不能小于MLS/2。这有助于避免相邻的组合梁段抗剪栓钉可能的重复计算。 技术注释实心板或楼板肋方向平行于梁跨度 14-3
在一个组合梁段中适合的抗剪栓钉数目 组合梁设计 YesdSPR = 1StartsmaxIst<?f− this a solid slab (., noTemp = Minimum of (b -2d, b -2)f-topsf-topmetal deck)?NoTemp = Minimum of (b -2d, w - 2d - , b -2)f-topsrsrf-topTemp⎛⎞SPR=Int+1≤MSPR⎜⎟maxMTS⎝⎠L−MLSL⎛⎞⎛⎞CBSCBSRS=Int+1=Int⎜⎟⎜⎟maxMLSMLS⎝⎠⎝⎠NS = SPR * RSmaxmaxmax 图 1： 当具有一个实心板或金属楼板肋方向平行于梁跨度时确定适合排列在组合梁段中的抗剪栓钉的最大数目方法的流程图 流程图中的“Int”项意是指计算显示的项并将结果下舍入到最近的整数。. 楼板肋方向垂直于梁跨度 楼板肋方向垂直于梁跨度的时候，程序把在每个金属楼板肋中适合横过梁翼缘宽度的抗剪栓钉行数限定为一行。对于一个具有3/4"直径抗剪栓钉，而且楼板肋的一个平均宽度等于 6个英寸的典型工况，在一个楼板肋内有超过一行的适合抗剪栓钉并且仍然有适当的边缘净空是困难的。如果要在一个单一楼板肋内采用超过一行的抗剪栓钉，可为梁指定一个用户定义的抗剪栓钉样式。 当金属楼板被假定垂直跨越到梁跨度的时候，确定能在一个组合梁段中适合的抗剪栓钉数目的方法描述如下。 1、 程序确定能排列在梁的上翼缘宽度横向的一个单行中的抗剪栓钉数目。此抗剪栓钉的数目可能被梁翼缘的宽度或厚度限制，或被在组合梁覆盖项的抗剪栓钉选项上指定的“每行最大栓钉数”项限制。 ≥ d & ≥ 1"s当检查适合横过梁翼缘宽度的抗剪栓钉数目的时候，程序假设抗剪栓钉被置中于梁的中线(腹板)附近，并且一个抗剪栓钉的中心到梁翼缘边缘的距离不能小于1英寸，但可以大于等于ds 或 1英寸。如右边简图所示。 技术注释 14-4 楼板肋方向垂直于梁跨度
组合梁设计 在一个组合梁段中适合的抗剪栓钉数目 在前面的段落和简图中，ds是抗剪栓钉的直径。净空要求意味着从抗剪栓钉的面到梁翼缘边缘的最小净距等于一个抗剪栓钉直径的二分之一。对于直径少于 1 "的抗剪栓钉(通常它们直径为 3/4")，程序净空略微超过一个抗剪栓钉直径的二分之一。这一净距是由程序提供，以便考虑抗剪栓钉的焊接。 图 2： ETABS 假设用于定楼板肋的有效个数的一些图示说明 注意： 如果抗剪栓钉的直径超过乘以梁的上翼缘厚度，抗剪栓钉只能直接地置于梁的腹板上。 一些规范要求如果梁翼缘的厚度小于抗剪栓钉的直径除以，抗剪栓钉必须位于梁腹板顶部之上。这意味着如果 tf < ds/，只有一个抗剪栓钉能适合在横向梁翼缘宽度中。当确定适合横向梁翼缘宽度抗剪栓钉数目的时候，程序为此要求检查上翼缘厚度。 程序确定在组合梁段的长度内有多少可接受的楼板肋抗剪栓钉。为了确定这一项，程序做一些假设描述如下： 2、 金属楼板肋一个边沿的中间高度被假定与组合梁段的一端对齐，如图 2 所示。换句话说，组合梁段的一端总是被假定以“上升”凹槽开始。 a. 如果一个金属楼板肋的宽度下凹槽的二分之一或更多位于组合梁段的长度内，程序假设楼板肋可以接受抗剪栓钉。这在图 2 中图示说明。 技术注释楼板肋方向垂直于梁跨度 14-5
在一个组合梁段中适合的抗剪栓钉数目 组合梁设计 b. 当楼板肋垂直对梁跨度的时候，在组合梁覆盖项的抗剪栓钉选项中指定的沿梁长度的抗剪栓钉最小纵向间距将适用。在一些工况中，这将导致在组合梁段长度内的楼板肋不能接受抗剪栓钉。 c. 程序将在项目1中确定一个横过梁翼缘宽度的单行抗剪栓钉最大数目，与在项目 2 中确定的组合梁段长度内可接受抗剪栓钉的楼板肋数相乘，以计算能适合在组合梁段中的抗剪栓钉最大数目。 3、 图 3 是一个流程图，详细图示说明当金属楼板跨垂直于梁跨度时，程序如何计算适合在一个组合梁段中的抗剪栓钉最大数目。 流程图中的“Int”项是指计算显示的结果并将结果下舍入到最近的整数。用于流程表的变量定义与图1流程图中的那些相同，以及下列额外的定义： S = 金属楼板肋的中心距间距，单位in。 rNR = 在组合梁段内可接受抗剪栓钉的楼板肋有效数，无单位。 在梁侧上的不同楼板类型或方向 当一个不同类型或方向的金属楼板存在于梁的两侧，程序为两个楼板类型/方向的每一个确定适合在组合梁段中排列的抗剪栓钉最大数目。所获得的较小的最大值被当作适合在组合梁段排列中抗剪栓钉的最大数目使用。 YesdSPR = 1StartsmaxIst<?f−−2d⎛⎞f−topsNo⎜⎟SPR=Int+1≤MSPRmax⎜⎟Is d ≤ 1" ?sMTS⎝⎠Yesb−2⎛⎞f−top⎜⎟SPR=Int+1≤MSPRmax⎜⎟MTS⎝⎠⎛⎞⎜⎟⎜L−S+⎟CBSrrNR=Int+1⎜⎟⎛MLS⎞⎜⎟⎜Int+1⎟Sr⎜⎟⎜⎟S⎝r⎠⎝⎠NS = SPR * NRmaxmax 图 3：当楼板肋方向垂直于梁跨度确定适合在组合梁段中的抗剪栓钉的最大数目方法的流程图 技术注释 14-6 在梁侧上的不同楼板类型或方向
组合梁设计 在一个组合梁段中适合的抗剪栓钉数目 流程图中的“Int”项意义是计算显示的项并将结果下舍入到最近的整数。 技术注释在梁侧上的不同楼板类型或方向 14-7
2003年9月 组合梁设计 技术注释 15 用户自定义的抗剪栓钉样式 本技术注释说明用户如何自己指定抗剪栓钉样式而不是让程序确定抗剪栓钉的布置。如果用户正在检查一个现有建筑物或如果有一个用户想要确定的抗剪栓钉样式（如一个梁长度上的每英尺抗剪栓钉），则本技术注释会很有用处。 指定一个用户自定义的抗剪栓钉样式 用户可在组合梁覆盖项的抗剪栓钉选项里定义自己的抗剪栓钉样式。有关更多信息，请参见技术注释组合梁设计：覆盖项 AISC-ASD89或组合梁设计：覆盖项 Design AISC-LRFD93 。 提示： 可使用用户定义的抗剪栓钉样式指定现有构造中的抗剪栓钉。 用户可以用组合梁覆盖项在梁的上翼缘指定均匀间隔的栓钉，并使之位于梁长范围内的上翼缘中间；或为一个梁截面指定一个开始和终止点以及在梁截面中均匀间隔排列的抗剪栓钉数目。可使用两种方法之一或同时使用来定义一个梁上的栓钉。 重要提示：这里使用的术语梁区域与一个术语组合梁段是有区别的。不要混淆组合梁区域和组合梁段。它们是两个完全不同的条目。组合梁段在技术注释组合梁设计：在一个组合梁上的抗剪栓钉分布的“组合梁段”中定义。梁区域只是一个任意长度的梁，以开始和终止位置定义，在其上用户指定一个确定数目的均匀间隔抗剪栓钉。 下面两节描述了指定用户定义的抗剪栓钉的两个方法。 梁长度上均匀间隔的抗剪栓钉 当用户在梁长度上指定均匀间隔的用户定义抗剪栓钉的时候，程序认为抗剪栓钉排列于沿梁腹板的一个单行上，并忽略最小纵向间距要求的任何检查。 图1说明了在梁长度上的均匀间隔的用户定义抗剪栓钉。这些抗剪栓钉通过在组合梁覆盖项的抗剪栓钉选项上的均匀间隔项输入间距值而指定。注意以下有关这些抗剪栓钉的内容： 1、抗剪栓钉被假定在梁的上翼缘长度上存在。在大部分情况下，此长度将比支座中心到支座中心的梁长度短。 技术注释 15-1指定一个用户自定义的抗剪栓钉样式
用户自定义的抗剪栓钉样式 组合梁设计 2、假定每行有一个抗剪栓钉。要使用这一选项指定每12英寸2个抗剪栓钉，可指定一个6英寸的间距。6英寸间距给用户以对每12英寸两个抗剪栓钉的最靠近相等间距。 提示： 可使用组合梁覆盖项修改默认的最小纵向抗剪栓钉间隔。 1. 程序确定从梁的上翼缘（或混凝土板）的端部到第一个抗剪栓钉的正确距离，如在公式 1中所示，“Int”项是指计算显示的结果并将结果下舍入到最近的整数，而“指定的间距”是在组合梁覆盖项的抗剪栓钉选项上均匀间隔项输入的间距值。 ⎛TFL-MLS⎞TFL-Int⎜⎟*SpecifiedSpacing⎜⎟SpecifiedSpacing⎝⎠ED=2 公式 1 图 1：使用在组合梁覆盖的抗剪栓钉选项上的均匀间隔项指定的梁长度上均匀间隔的用户自定义的抗剪栓钉 技术注释 15-2 梁长度上均匀间隔的抗剪栓钉
组合梁设计 用户自定义的抗剪栓钉样式 式中： ED = 从梁的上翼缘(或混凝土板)的端部到第一个抗剪栓钉的距离，单位in。 TFL = 梁的上翼缘接收抗剪栓钉的有效长度，单位in。这一个长度通常用从支座中心到支座中心的梁长度在每个梁端减去支承距离以及间隙距离而确定。在特别的情况下，如果梁的一部分上不存在平板，用户可减去一个附加的距离。 MLS = 基于组合梁覆盖项的抗剪栓钉选项上指定的沿着梁长度的抗剪栓钉最小纵向间距，单位in。 在使用公式1在梁的上翼缘端部(或混凝土板的端部)定位抗剪栓钉之后，程序已知道沿着梁长度的每个均匀间隔抗剪栓钉的精确位置。 在公式1中，在梁端的抗剪栓钉到梁的上翼缘的端点距离被假定不小于MLS/2。在梁端的抗剪栓钉到梁的上翼缘的端点距离也被假定不大于(MLS + 指定的均匀间距)/2 。最后，从梁端的抗剪栓钉到梁的上翼缘端部的距离被假定在每个梁端是相同的。 类似前面所述，如果混凝土板在梁端之前结束，梁端的第一个抗剪栓钉到混凝土板端部的距离被假定不小于 MLS/2 并且不大于(MLS + 指定的均匀间距)/2。 在指定梁区域中的附加抗剪栓钉 程序认为抗剪栓钉排列于的一个单行上，并忽视任何最小纵间距要求的检查。 定义附加的梁区域 要定义用户自己的附加梁区域以便指定抗剪栓钉，只需指定一个沿着梁方向的梁区域起点的距离，再指定沿着梁方向的指向梁区域的终止点第二(较长的)距离，然后定义在所指定的梁区域之内的均匀间隔抗剪栓钉总数。 距离可指定为绝对（实际）距离或相对距离，两种方式都是以梁的I端来测量。到某点的相对距离是指到该点的绝对距离除以梁的长度，梁的长度是从支座中心到支座中心的距离。 技术注释 15-3在指定梁区域中的附加抗剪栓钉
用户自定义的抗剪栓钉样式 组合梁设计 图 1：使用在组合梁覆盖的抗剪栓钉选项上的均匀间隔项指定的梁长度上均匀间隔的用户自定义的抗剪栓钉 提示： 不要将梁区域与组合梁段混淆。参见此技术注释前面题目为“指定一个用户自定义的抗剪栓钉样式”的小节以获得更多的信息。 使用下列步骤，在组合梁覆盖项（使用设计菜单 > 组合梁设计 > 查看/修改覆盖项命令显示）中的抗剪栓钉选项上指定附加梁区域中的抗剪栓钉： 1、勾选“用户样式？”覆盖项旁边的复选框，然后在右边单元格中点击并从下拉框中选择是。 2、勾选“附加区域编号”旁边的选框，然后点击右侧的单元格。 3、将出现附加区域对话框。在该对话框中： a. 通过选择对话框底部相应的选项，指明以I端为起点的指定距离是相对还是绝对距离。 b. 在定义附加梁区域项中，在起点框与终点框中输入从I端的距离并且在栓钉数框中输入一个均匀间隔的抗剪栓钉总数。终点框中的距离必须大于起点框的距离。 技术注释 15-4 在指定梁区域中的附加抗剪栓钉
组合梁设计 用户自定义的抗剪栓钉样式 c. 点击添加按钮添加附加的梁区域。 4、按需要重复步骤3 多次以定义附加的梁区域。 5、如果需要修改一个现有附加梁区域指定，则进行如下操作： a. 在定义附加梁区域项中，激活要修改的条目。注意：激活出现的距离和栓钉数，出现在该域上边的编辑框内。 b. 按需要在编辑框中修改距离和栓钉数。 c. 点击修改按钮修改附加的梁区域。 6、如果需要删除一个现有附加梁区域指定，则进行如下操作： a. 在定义附加梁区域，高亮显示要删除的数据项。注意：高亮选定的距离和栓钉数，出现在该域上边的编辑框内。 b. 点击删除按钮删除附加的梁区域。 7、点击确定按钮，回到组合梁覆盖项对话框。注意：附加的梁区域编号条目由ETABS根据指定的附加梁区域修改而自动更新。 有关附加梁区域指定的抗剪栓钉，注意下列各项： 程序假设指定的抗剪栓钉存在于梁区域的指定长度中沿着梁腹板的一个单行中。它更进一步假设从指定的梁区域端部，在梁区域中的端部抗剪栓钉位于间距的一半。这些假设意味着在一个梁区域中的抗剪栓钉间距等于梁区域中梁上翼缘可接受抗剪栓钉的长度除以所指定的抗剪栓钉数目。参见图2的例子。 该图显示了一个110 英寸长的梁区域。假设为此梁区域已经指定了11个抗剪栓钉。在梁区域中抗剪栓钉的间距等于梁区域长度除以抗剪栓钉数。也就是说，110"/11个栓钉 =10"/栓钉。从梁区域每个端部，端部抗剪栓钉位于间距的一半，也就是说 10"/2=5"。 注意： 程序不对用户定义的抗剪栓钉样式检查抗剪栓钉间隔要求。 假设用户在梁端指定一个梁区域而且那个梁区域长度的一部分不存在梁的上翼缘。这可能会时常发生，因为当计算梁的上翼缘长度时，如在技术注释组合梁设计：在一个组合梁上的抗剪栓钉分布中的“梁上翼缘的实际端”描述那样，程序从梁端减去一个支承距离和一个间隙距离。 在这种情况中，程序将所有指定的抗剪栓钉放置在上翼缘确实存在的部分上。参见图3的图示说明。 该图显示了一个120英寸长的在梁端的梁区域。梁的上翼缘从指定梁区域的左端10英寸开始。技术注释 15-5在指定梁区域中的附加抗剪栓钉
用户自定义的抗剪栓钉样式 组合梁设计 因此，可用来接受抗剪栓钉的上翼缘有效实际长度是110英寸。假设为此梁区域已经指定了 11个抗剪栓钉。 按前面所述，在一个梁区域中抗剪栓钉的间距等于梁区域中梁的上翼缘可接受抗剪栓钉的长度除以所指定的抗剪栓钉数目。这种情况下，110"/11栓钉= 10"/栓钉。从梁区域中梁上翼缘每个端部，端部抗剪栓钉位于间距的一半，也就是说10"/2=5"。 图 3：在指定梁截面长度部分上没有梁的上翼缘的示例 如果在指定梁区域的整个长度上不存在梁的上翼缘，程序将忽略为那一个梁区域指定的抗剪栓钉。 一个用户自定义的抗剪栓钉样式示例 参考图4中显示的范例，要指定在图4a中显示的实际抗剪栓钉布置，用户需指定三个梁区域。表1显示应该如何指定这三个梁区域。 技术注释 15-6 在指定梁区域中的附加抗剪栓钉
组合梁设计 用户自定义的抗剪栓钉样式 表格1：在图 4 中显示范例的梁区域指定说明 梁区域 起点 终点 栓钉数 10''''43 ' 11' 6 '5 spaces @ ''3 spaces @ ''5 spaces @ ''''''b)程序 设定抗剪栓钉样式'4''6 shear sstuds6 shear stud4 shear ''a) 实际抗剪栓钉样式 图 4: 一个用户自定义的抗剪栓钉样式范例 图4b说明程序如何解释如表1指定的抗剪栓钉样式。抗剪栓钉的位置和间距如在前面题目为“定义附加的梁区域”小节加重显示项所描述。 程序如何以用户定义的抗剪栓钉检查一个梁 当用户定义在一个梁上的抗剪栓钉数目和位置的时候，程序执行的抗弯设计与本手册在别处描述的多少有些不同。对于以用户定义的抗剪栓钉进行的抗弯设计，程序基于用户的指定抗剪栓钉布置在每个设计测站计算组合联接百分率(PCC) 。然后程序为此 PCC 计算梁区域属性而且得到一个抗弯应力比(实际应力除以允许应力)。 技术注释 15-7程序如何以用户定义的抗剪栓钉检查一个梁
