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目前，對(duì)于鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)，常用的非線性有限元分析模型有：
a.層間模型。該模型計(jì)算簡(jiǎn)單，但是不便于分析預(yù)應(yīng)力鋼筋的作用。
b.多節(jié)點(diǎn)有限元模型。常用的有三節(jié)點(diǎn)、四節(jié)點(diǎn)、八節(jié)點(diǎn)等有限元模型，其計(jì)算結(jié)果精確，能用于分析結(jié)構(gòu)局部受力和變形情況，考慮了預(yù)應(yīng)力、異形結(jié)構(gòu)等多種復(fù)雜受力情況。但是其涉及的節(jié)點(diǎn)多，單元多，工作量大，較難推廣應(yīng)用。
c.桿系模型。采用桿系模型計(jì)算簡(jiǎn)單，受力明確，因而應(yīng)用廣泛。
在分析桿系模型的基礎(chǔ)上，提出一種新的鋼-混凝土組合梁的有限元分析方法。該方法首先提出了鋼-混凝土組合梁全過(guò)程工作中4個(gè)特征狀態(tài)(鋼梁下翼緣應(yīng)力達(dá)到0.2fsy、鋼梁下翼緣初始屈服、鋼梁腹板下翼緣0.3hw高度處屈服及構(gòu)件正截面破壞)的彎矩、曲率計(jì)算公式，基于上述的這些特征參數(shù)，運(yùn)用最小二乘法分析得到組合梁截面彎矩-曲率關(guān)系的解析表達(dá)式。然后利用彎矩曲率關(guān)系的解析表達(dá)式建立簡(jiǎn)支組合梁的有限元分析模型。
為簡(jiǎn)化計(jì)算，進(jìn)行下面的一些基本假定：
a.截面應(yīng)變符合平截面假定；
b.忽略鋼梁與混凝土翼板之間的相對(duì)滑移；
c.混凝土受壓的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系采用Hognestad模型。在此，將應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系表述為：σc=fc(εc)。
d.鋼材應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系符合理想彈塑性曲線。
組合梁正彎矩區(qū)受拉邊緣鋼梁應(yīng)力達(dá)屈服強(qiáng)度的20%時(shí)應(yīng)力應(yīng)變分布如圖所示。其中：εs1，εs2，εs3，εs4分別為鋼梁下翼緣和上翼緣上、下表面應(yīng)變；σs1，σs2，σs3和σs4為其相應(yīng)應(yīng)力；εr′和εc為鋼筋和混凝土上表面應(yīng)變。可見(jiàn)，在鋼梁下翼緣達(dá)到屈服應(yīng)變的20%時(shí)，混凝土和鋼梁處于彈性工作狀態(tài)。第1類(lèi)“T”型截面的塑性中和軸位置在混凝土翼板內(nèi)，條件是混凝土翼板全截面受壓的壓力合力大于鋼梁全截面受拉時(shí)的拉力合力，即Fcf≥Fr′≥Fsf。否則為第2類(lèi)“T”型截面，中和軸位于鋼梁內(nèi)。當(dāng)中和軸位于邊界時(shí)，按圖可推導(dǎo)得到： 其中：bc，bf′，bf分別為混凝土板、鋼梁上、下翼緣寬度；hc，hf′和hf為混凝土板、鋼梁上、下翼緣寬度；Ar′為鋼筋面積。
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