高層建筑鋼結(jié)構(gòu)之樓板設(shè)計

1、 高層建筑鋼結(jié)構(gòu) 樓板設(shè)計內(nèi)容樓板設(shè)計的基本要求樓板的類型作法 每類樓板相關(guān)的內(nèi)容特點 設(shè)計方法構(gòu)造要求建筑使用受力一、樓板設(shè)計的基本要求A、承受和傳遞荷載(水平和豎向荷載)B、隔音的要求具體滿足兩個方面的要求剛度強度保證住宅私密性C、防火要求采取防火措施, 保護鋼梁和樓板D、防水要求樓面和屋面, 均應(yīng)進行防水處理E、管線敷設(shè)要求管線豎向水平一般敷設(shè)在樓板內(nèi)二、樓板的分類做法不同現(xiàn)澆鋼砼樓板預制鋼砼樓板壓型鋼板砼樓板四類鋼砼疊合樓板1、現(xiàn)澆鋼砼樓板做法由鋼筋與砼現(xiàn)場澆注而成，兩者共同受力特點B、由支模、拆模、扎筋、澆灌、養(yǎng)護等工序構(gòu)成， 施工復雜、繁瑣，且影響鋼構(gòu)件的吊裝A、可以澆住成任意平面

2、形狀，整體剛度好應(yīng)用一般很少用于高層建筑鋼結(jié)構(gòu)C、樓板與鋼梁表面之間應(yīng)加抗剪連接件（栓釘）2、預制鋼砼樓板做法直接由工廠或現(xiàn)場預制，置于鋼梁上，用細實混凝土澆灌槽口和板縫特點B、省去了支模、拆模、扎筋、澆灌、養(yǎng)護等復雜工 序，但需吊裝，且影響鋼構(gòu)件的吊裝A、樓板整體剛度差，不能與鋼梁一起共同工作應(yīng)用在高層建筑鋼結(jié)構(gòu)中應(yīng)用不多分類預制預應(yīng)力鋼砼樓板預制鋼砼樓板3、鋼砼疊合樓板做法把鋼砼樓板分兩層特點B、省去了支模、拆模、扎筋、澆灌、養(yǎng)護等復雜工 序，但需吊裝，且影響鋼構(gòu)件的吊裝A、樓板整體剛度好，但不能與鋼梁一起共同工作應(yīng)用在高層建筑鋼結(jié)構(gòu)中應(yīng)用不多上層：在下層預制板上完成現(xiàn)澆作業(yè)下層：較薄的預

3、制板，吊裝到鋼梁上，起模板作用4、壓型鋼板砼板三、壓型鋼板砼樓板的做法、特點做法把壓型鋼板首先鋪在鋼梁上，并與梁翼緣焊接，然后在壓型鋼板上現(xiàn)澆砼或鋼砼。砼與壓型鋼板之間、壓型鋼板與鋼梁之間均有抗剪構(gòu)造連接件縱向水平剪切粘結(jié)破壞 國產(chǎn)壓型鋼板板型 國外板型組合板的組合方式壓型鋼板組合梁(a)肋平行于主鋼梁 (b)肋垂直于主鋼梁壓型鋼板砼樓板特點施工設(shè)計從設(shè)計角度B、極限承載力大，達到30 - 50 kN/m2A、組合后剛度大、延性好、抗震性能好C、樓板的剛度大，能有效地傳遞水平荷載D、樓板可作為鋼梁的一部分，提高了鋼 梁的抗彎剛度和承載力（20-30%）， 增加了梁的側(cè)向穩(wěn)定E、合理利用材料，充

4、分發(fā)揮其各自優(yōu)勢鋼梁外露的組合梁從施工角度B、壓型鋼板一旦鋪設(shè)，可作為工作平臺A、壓型鋼板很輕，安裝時方便、速度快C、澆灌砼可單獨進行，與其它安裝工序不打攪D、壓型鋼板的溝槽可以用來敷設(shè)管線E、不需要支模，大大方便了施工應(yīng)用在高層建筑鋼結(jié)構(gòu)中應(yīng)用非常普遍瑞金大廈，107m, 地上29層，地下1層，上海，于1986年竣工10層以上采用壓型鋼板砼板，梁上抗剪栓釘：116230216230瑞金大廈北京，82.75m, 地上26層，于1986年竣工京城大廈北京，地上25層，地下2層, 94m，1987年建成 長富宮中心北京，地上52層，地下3層,196m高，1990年建成京廣中心中國，北京, 153.

5、55m，地下2層, 地上39層中國國際貿(mào)易中心深圳, 151m，地上40層，地下1層深圳發(fā)展中心大廈上海，地下1層，地上43層，143.62m上海靜安希爾頓酒店上海，129.55m，地下2層, 地上35層上海國際貿(mào)易中心四、壓型鋼板砼樓板的分類做法、受力不同非組合板組合板組合板B、壓型鋼板為使用階段的受力鋼板A、壓型鋼板為施工階段的模板C、砼中不配鋼筋B、組合板（壓型鋼板+素砼）在使用階段的計算A、壓型鋼板在施工階段的驗算做法計算內(nèi)容計算方法同普通鋼砼非組合板做法A、壓型鋼板僅為施工階段的模板B、使用階段受力的部分為鋼砼板B、鋼砼板在使用階段的計算A、壓型鋼板在施工階段的驗算計算內(nèi)容應(yīng)用最為普

6、遍C、砼中配鋼筋五、壓型鋼板計算（施工階段）所受荷載施工荷載，包括人、設(shè)備和材料，大于1.5kN/m2濕的砼、壓型鋼板自重正應(yīng)力剪應(yīng)力腹板局部承載力折算應(yīng)力計算內(nèi)容剛度強度正應(yīng)力計算max f剪應(yīng)力計算max fv折算應(yīng)力計算（/）2 + （ /）2 1.0ABAB腹板局部承載力計算原因壓型鋼板較薄腹板可能受較大集中力或支座反力 腹板壓跛(Web Crippling) 為避免壓跛現(xiàn)象出現(xiàn)，根據(jù)歐洲所做的大量試驗，以及我國現(xiàn)行國家標準冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范建議采用如下公式進行驗算 式中 支座反力； 一塊腹板的局部受壓承載力設(shè)計值； 鋼材抗壓強度設(shè)計值； 系數(shù)，中間支座取0.12，端部支座取0.

7、06； 腹板厚度（mm）； 支座處的支承長度100 mm 200 mm,端部支座可取 100 mm； 腹板傾角（45 90）。 壓型鋼板剛度驗算 （5）撓度驗算 壓型鋼板在施工階段應(yīng)進行撓度計算。當均布荷載作 用時 簡支板 雙跨連續(xù)板 式中 板的撓度； 單位寬度均布短期荷載值，取荷載標準值； 壓型鋼板彈性模量； 單位寬度均布壓型鋼板的慣性矩； 板的容許撓度。 根據(jù)我國近十年來的工程實驗經(jīng)驗，對于應(yīng)用于樓板中 的壓型鋼板，其最大撓度 不應(yīng)超過跨度的1/200和20mm的 較小值。六、組合板計算（使用階段）所受荷載使用荷載砼、壓型鋼板自重橫截面抗彎強度疊合面抗剪強度集中力作用下的抗沖切計算斜截面抗

8、剪強度計算內(nèi)容復雜，不介紹剛度強度橫截面抗彎強度砼只考慮受壓,不考慮受拉壓型鋼板考慮受拉、壓拉、壓材料同時達到設(shè)計值計算原則兩種情形組合板正截面抗彎能力計算圖情形1：中性軸位于壓型鋼板以外 (1)當 時 塑性中和軸在壓型鋼板上翼緣以上混凝土內(nèi)（如上圖），組合板的抗彎剛度 按下式計算 式中 組合板受壓區(qū)高度，當時 ，取 ； 組合板的有效高度； 壓型鋼板截面應(yīng)力合力至混凝土受壓區(qū)截面應(yīng)力的合力的距離， 取 ； 壓型鋼板的波距； 壓型鋼板波距內(nèi)的截面面積； 壓型鋼板的抗拉強度設(shè)計值。情形2：中性軸位于壓型鋼板以內(nèi) (2)當時 塑性中和軸在壓型鋼板內(nèi)（如上圖），組合板的抗彎剛度 按下式計算 式中 塑性

9、中和軸以上的壓型鋼板面積； 壓型鋼板受拉區(qū)截面拉應(yīng)力的合力分別至受 壓區(qū)混凝土板截面和壓型鋼板截面壓應(yīng)力的 合力的距離。斜面抗剪強度斜截面承載力計算 組合板的斜截面受剪承載力應(yīng)按下式計算 式中 截面高度系數(shù)， ； 當 mm時，取 mm； 當 mm時，取 mm； 組合板斜截面上的最大剪力設(shè)計值； 混凝土軸心抗拉強度設(shè)計值； 組合板平均肋寬。集中力作用下的抗沖切計算 抗沖切強度計算 組合板在集中荷載作用下的抗沖切強度按下式計算 式中 臨界周邊長度，如下圖所示； 混凝土最小澆注厚度； 混凝土軸心抗拉強度設(shè)計值。臨界周邊長度剛度的計算fmax f 兩個簡化組合板的等效慣性矩為開裂和不開裂的平均值將鋼板根據(jù)彈模之比簡化成砼七、抗剪栓釘?shù)臉?gòu)造要求B、栓釘應(yīng)設(shè)置在壓型鋼板的凹肋處 穿透鋼板，與壓型鋼板一起焊在 鋼梁上A、組合樓板的端部均應(yīng)設(shè)置栓釘C、栓釘直徑一般小于19 mm板跨小于 3m d = 13mm or d = 16mm