壓型鋼板組合樓板計算與構(gòu)造

1、壓型鋼板組合樓板1.定義組合樓板由壓型鋼板、混凝土板通過抗剪連接措施共同作用形成。2組合樓樓板的優(yōu)優(yōu)點壓型鋼板可可作為澆澆灌混凝凝土的模模板，節(jié)節(jié)省了大大量木模模板及支支撐；壓型鋼板非非常輕便便，堆放放、運輸輸及安裝裝都非常常方便；使用階段，壓壓型鋼板板可代替替受拉鋼鋼筋，減減少鋼筋筋的制作作與安裝裝工作。剛度較大，省省去許多多受拉區(qū)區(qū)混凝土土，節(jié)省省混凝土土用量，減減輕結(jié)構(gòu)構(gòu)自重；有利于各種種管線的的布置、裝裝修方便便；與木模板相相比，施施工時減減小了火火災(zāi)發(fā)生生的可能能性；壓型鋼板也也可以起起到支撐撐鋼梁側(cè)側(cè)向穩(wěn)定定的作用用。3組合樓樓板的發(fā)發(fā)展二十世紀(jì)330-550年代 早在三十十年代，

2、人人們就認(rèn)認(rèn)識到壓壓型鋼板板與混凝凝土樓板板組合結(jié)結(jié)構(gòu)具有有省時、節(jié)節(jié)力、經(jīng)經(jīng)濟效益益好的優(yōu)優(yōu)點，到到50年代，第第一代壓壓型鋼板板在市場場上出現(xiàn)現(xiàn)。二十世紀(jì)660年代70年代代 六六十年代代前后，歐歐美、日日本等國國多層和和高層建建筑的大大量興起起，開始始使用壓壓型鋼板板作為樓樓板的永永久性模模板和施施工平臺臺，隨后后人們很很自然的的想到在在壓型鋼鋼板表面面做些凹凹凸不平平的齒槽槽，使它它和混凝凝土粘結(jié)結(jié)成一個個整體共共同受力力，此時時壓型鋼鋼板可以以代替或或節(jié)省樓樓板的受受力鋼筋筋，其優(yōu)優(yōu)越性很很大。二十世紀(jì)880年代現(xiàn)在 組合板的試試驗和理理論有了了新進(jìn)展展，特別別是在高高層建筑筑中，廣

3、廣泛地采采用了壓壓型鋼板板組合樓樓板。日日本、美美國、歐歐洲一些些國家相相應(yīng)的制制定了相相關(guān)規(guī)程程。我國對組合合樓板的的研究和和應(yīng)用是是在20世紀(jì)80年代以以后，與與國外相相比起步步較晚，主主要是由由于當(dāng)時時我國鋼鋼材產(chǎn)量量較低，薄薄卷材尤尤為緊缺缺，成型型的壓型型鋼板和和連接件件等配套套技術(shù)未未得到開開發(fā)。近近年來由由于新技技術(shù)的引引進(jìn)，組組合樓板板技術(shù)在在我國已已較為成成熟。4 常用的的壓型鋼鋼板的截截面形式式給出了幾種種實際工工程中采采用的壓壓型鋼板板，通過過圖片使使學(xué)生對對壓型鋼鋼板有感感性的認(rèn)認(rèn)識，圖圖中所示示設(shè)置凹凹槽的壓壓型鋼板板，設(shè)置置凹槽后后可明顯顯提高鋼鋼板和混混凝土板板的

4、組合合作用。2.1.11 常用壓壓型鋼板板截面形形式2.2 組合樓樓板的材材料及受受力特性性分析組合板：由由壓型鋼鋼板和混混凝土板板兩部分分組成；壓型鋼鋼板按其其在組合合板中的的作用可可以分為為三類：（一）以以壓型鋼鋼板作為為組合板板的主要要承重構(gòu)構(gòu)件，混混凝土只只是作為為樓板的的面層以以形成平平整的表表面及起起到分布布荷載的的作用；（二）壓壓型鋼板板作為澆澆筑混凝凝土的永永久性模模板，并并作為施施工時的的操作平平臺；（三三）考慮慮組合作作用的壓壓型鋼板板組合樓樓板，這這種結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件在在工程中中最為廣廣泛應(yīng)用用。本章章主要講講述第三三類考慮慮組合作作用的壓壓型鋼板板混凝土土組合樓樓板，在在施工

5、階階段壓型型鋼板作作為模版版及澆筑筑混凝土土的作業(yè)業(yè)平臺，在在施工階階段僅進(jìn)進(jìn)行強度度和剛度度驗算；在使用用階段，壓壓型鋼板板相當(dāng)于于鋼筋混混凝土板板中的受受拉鋼筋筋，在全全部靜載載及活荷荷載作用用下，考考慮兩者者的組合合作用，因因此按照照組合樓樓板進(jìn)行行計算。2.3組組合樓板板的設(shè)計計組合板的計計算可分分施工與與使用兩兩個階段段進(jìn)行。組組合板的的施工階階段，需需對壓型型鋼板作作為澆注注混凝土土底模的的強度和和撓度進(jìn)進(jìn)行驗算算；組合合板的使使用階段段，對組組合板在在全部荷荷載作用用下的強強度和撓撓度進(jìn)行行計算。組合板或非非組合板板在施工工階段，只只計算順順助(強邊)方向壓壓型鋼板板強度和和撓度

6、。1 施工階階段當(dāng)不加臨時時支撐時時，壓型型鋼板的的正截面面抗彎承承載能力力應(yīng)滿足足以下要要求： (2.3.1) (2.3.2)M彎矩設(shè)設(shè)計值；fay壓壓型鋼板板強度設(shè)設(shè)計值；Ws壓型型鋼板截截面抵抗抗短，取取受壓區(qū)區(qū)Wsc或受受拉區(qū)WWst的較較小值；Is 單單位寬度度壓型鋼鋼板對荷荷載重心心軸的慣慣性矩；xc從壓壓型鋼板板受壓翼翼繞外邊邊緣到中中和軸的的距離；hs壓型型鋼板截截面抵抗抗短，取取受壓區(qū)區(qū)Wsc或受受拉區(qū)WWst的較較小值。壓型鋼板在在施工階階段，應(yīng)應(yīng)進(jìn)行撓撓度計算算，當(dāng)均均布荷載載時：對于簡支板板 (22.3.3)Pz單位位寬度均均布短期期荷載值值，取荷荷載標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值；Es壓型

7、型鋼板彈彈性模量量；Is單位位寬度壓壓型鋼板板的慣性性矩；L板的計計算跨度度；對于雙跨連連續(xù)板 (22.3.4)w板板的允許許撓度，取取L200及20mmm的較較小值。2. 使用用階段組合板強邊邊方向的的正彎矩矩和撓度度，均按按全部荷荷載作用用的強邊邊(順肋)方向單單向板計計算。此此時，不不論實際際支承情情況如何何，均按按簡支板板考慮。 壓壓型鋼板板與混凝凝土形成成整體共共同工作作。主要要進(jìn)行以以下幾個個方面的的驗算： eq oac(,1)正截面面抗彎能能力； eq oac(,22)疊合面面抗剪能能力； eq oac(,33)抗沖切切能力； eq oac(,4)斜截面面抗剪能能力； eq oa

8、c(,5)變形驗驗算。1）正截面面抗彎能能力采用塑性設(shè)設(shè)計方法法，計算算中考慮慮作為受受拉區(qū)的的壓型鋼鋼板沒有有混凝土土保護以以及中和和軸附近近材料強強度發(fā)揮揮不充分分等原因因，對壓壓型鋼板板的強度度設(shè)計值值乘以折折減系數(shù)數(shù)0.9；對混混凝土抗抗壓強度度乘以折折減系數(shù)數(shù)0.8。a）當(dāng)時塑性中和軸軸在壓型型鋼板上上翼緣以以上的混混凝土內(nèi)內(nèi)，組合合板的抗抗彎強度度按下式式計算： (2.3.5) (2.3.6)式中x為組組合板受受壓區(qū)高高度。當(dāng)當(dāng)時，取??；為組合合板的有有效高度度；y為壓型鋼鋼板截面面應(yīng)力合合力至混混凝土受受壓區(qū)截截面應(yīng)力力合力的的距離，取取；b為壓型型鋼板的的波距；As為壓型型鋼板

9、波波距內(nèi)的的截面面面積；ff為壓型型鋼板的的抗拉強強度設(shè)計計值；ffcm為混混凝土彎彎曲抗壓壓強度設(shè)設(shè)計值；hc為壓型型鋼板上上翼緣以以上澆筑筑混凝土土厚度。b）當(dāng)時塑性中和軸軸在壓型型鋼板內(nèi)內(nèi)，組合合板橫截截面抗彎彎強度按按下列公公式進(jìn)行行計算： (2.3.7) (22.3.8)其中Ascc為塑性性中和軸軸以上壓壓型鋼板板面積；y1、y2為壓型型鋼板受受拉區(qū)截截面拉應(yīng)應(yīng)力的合合力分別別至受壓壓區(qū)混凝凝土板截截面和壓壓型鋼板板壓應(yīng)力力合力的的距離。圖2.3.1組合合板正截截面抗彎彎能力計計算圖2）疊合面面抗剪承承載力通過對國內(nèi)內(nèi)壓型鋼鋼板加工工的組合合板疊合合面抗剪剪能力進(jìn)進(jìn)行試驗驗研究，并對

10、試驗結(jié)果進(jìn)行一次回歸正交方差分析，得出組合板疊合面抗剪強度公式如下： 且 (2.3.9)式中Vu為為組合板板的抗剪剪能力；V為組合合板疊合合面的縱縱向剪力力設(shè)計值值；a0a3為剪力力粘結(jié)系系數(shù)由試試驗確定定或者參參考下列列數(shù)值：a為組合板板剪跨，均布簡支板取（L為板的計算跨度）；M為與剪力設(shè)計值相對應(yīng)的彎矩設(shè)計值；Wz組合板平均槽寬；h0組合板的有效寬度；t壓型鋼板厚度。3）斜截面面抗剪承承載力組合板的斜斜截面受受剪承載載力應(yīng)按按下式計計算：(2.3.10)Vv組合合板斜截截面上的的最大剪剪力設(shè)計計值；fc混凝凝土軸心心抗壓強強度設(shè)計計值；b計算寬寬度。4）抗沖切切計算圖2.3.2 組合板板中

11、的抗抗沖切面面積組合板在集集中荷載載作用下下的抗沖沖切強度度按下式式計算：(2.3.11)um臨界界周邊長長度，見見圖2.3.2；ft 混混凝土軸軸心抗拉拉強度設(shè)設(shè)計值；hc混凝凝土板最小厚厚度；h0組合合板有效效高度，即即壓型鋼鋼板截面面重心軸軸至混凝凝土受壓壓區(qū)最外外邊緣的的距離。5）變形驗驗算組合板的變變形按彈彈性理論論進(jìn)行，按按短期荷荷載作用用時，可可將混凝凝土面積積除以鋼鋼材與混混凝土彈彈性模量量比n換算為為鋼面積積；按長長期荷載載作用時時，將截截面中的的混凝土土的彈性性模量除除以2n換算成成鋼截面面。組合板全截截面發(fā)揮揮作用時時的短期期荷載作作用下等等效截面面慣性矩矩I(2.3.1

12、2)(2.3.13)全截面有有效時組組合板中中和軸至至受壓區(qū)區(qū)邊緣的的距離；As壓型型鋼板截截面面積積；Ac混凝凝土截面面面積；h0組合合板有效效高度(組合板板受壓邊邊緣至壓壓型鋼板板截面重重心的距距離)；組合板受受壓邊緣緣至混凝凝土重心心距離；Is壓型型鋼板對對其中和和軸慣性性矩；Ic 混混凝土對對其中和和軸慣性性矩。把上式中的的n用2n來替替代，即即可得到到在長期期荷載作作用下組組合截面面的等效效慣性矩矩。組合板板的撓度度，應(yīng)按按荷載的的短期效效應(yīng)組合合，并考考慮永久久荷載的的長期作作用的影影響。對對于承受受均布荷荷載的簡簡支組合合板，其其撓度可可以按照照下列公公式進(jìn)行行計算：(2.3.1

13、4)(2.3.15)(2.3.16)其中q為均均布可變變荷載；g為均布布永久荷荷載；II0換算成鋼截面面的組合合截面慣慣性矩；考慮永永久荷載載長期作作用影響響的組合合截面慣慣性矩；為全截截面有效效時組合合板中和和軸至受受壓區(qū)邊邊緣的距距離 ；As為壓型型鋼板截截面面積積；Ac為混凝凝土截面面面積；h0為組合合板有效效高度；為組合合板受壓壓邊緣至至混凝土土重心距距離；IIs為壓型型鋼板對對其中和和軸慣性性矩。6)自振頻頻率控制制振動感覺與與環(huán)境條條件有關(guān)關(guān)，組合合板理想想的自振振頻率在在20HHz以上，如如果自振振頻率在在12HHz以下，則則產(chǎn)生振振動的可可能性較較大。因因此對組組合板或或鋼筋混

14、混凝土板板的自振振頻率控控制在15HHz以上。自自振頻率率和板的的剛度及及端部支支撐條件件有關(guān)。自振頻率vv的計算算：(2.3.17)T自振周周期；K由支撐撐條件確確定的系系數(shù)；兩兩端簡支支，K0.1178；一端端簡支一一端固定定，K0.1177；兩端端固定，K0.175；-僅為自重重與恒載載所產(chǎn)生生的撓度度。2.4 構(gòu)造要要求1. 壓型型鋼板組合板中采采用的壓壓型鋼板板凈厚度度不小于于0.775mmm，最好好控制在在1.00mm以以上。為為便于澆澆筑混凝凝土，要要求壓型型鋼板平平均槽寬寬不小于于50mmm，當(dāng)當(dāng)在槽內(nèi)內(nèi)設(shè)置圓圓柱頭焊焊釘時，壓壓型鋼板板總高度度（包括括壓痕在在內(nèi)）不不應(yīng)超過過

15、80mmm。組合樓樓板中壓壓型鋼板板外表面面應(yīng)有保保護層以以防御施施工和使使用過程程中大氣氣的侵蝕蝕。圖2.4.1組合板構(gòu)造圖2.4.1組合板構(gòu)造2. 配筋筋要求以下情況組組合板內(nèi)內(nèi)應(yīng)配置置鋼筋：連續(xù)板或懸懸臂板的的負(fù)彎矩矩區(qū)應(yīng)配配置縱向向受力鋼鋼筋；在較大集中中荷載區(qū)區(qū)段和開開洞周圍圍應(yīng)配置置附加鋼鋼筋；當(dāng)防火等級級較高時時，可配配置附加加縱向受受力鋼筋筋；為提高組合合板的組組合作用用，光面面開口壓壓型鋼板板，應(yīng)在在剪跨區(qū)區(qū)（均布布荷載在在板兩端端L/4范圍內(nèi)內(nèi)）布置置直徑為為6mmm間距150至3000mm的橫向向鋼筋，縱縱肋翼緣緣板上焊焊縫長度度不小于于50mmm。組合板應(yīng)設(shè)設(shè)置分布布鋼筋網(wǎng)網(wǎng)，分布布鋼筋兩兩個方向向的配勁勁率不宜宜少于0.0002。3. 混凝凝土板裂裂縫寬度度連續(xù)組合板板負(fù)彎矩矩的開裂裂寬度，室室內(nèi)正常常環(huán)境下下不應(yīng)超超過0.3 mmm，室室內(nèi)高溫溫度環(huán)境境或露天天時不應(yīng)應(yīng)超過00.2mmm。連續(xù)組合板板按簡支支板設(shè)計計時，支支座區(qū)的的負(fù)鋼筋筋斷面不不應(yīng)