壓型鋼板組合樓板計(jì)算與構(gòu)造設(shè)計(jì)方法

壓型鋼板組合樓板1.定義組合樓板由壓型型鋼板、混凝凝土板通過抗抗剪連接措施施共同作用形形成。2．組合樓板的的優(yōu)點(diǎn)壓型鋼板可作為為澆灌混凝土土的模板，節(jié)節(jié)省了大量木木模板及支撐撐；壓型鋼板非常輕輕便，堆放、運(yùn)運(yùn)輸及安裝都都非常方便；；使用階段，壓型型鋼板可代替替受拉鋼筋，減減少鋼筋的制制作與安裝工工作。剛度較大，省去去許多受拉區(qū)區(qū)混凝土，節(jié)節(jié)省混凝土用用量，減輕結(jié)結(jié)構(gòu)自重；有利于各種管線線的布置、裝裝修方便；與木模板相比，施施工時(shí)減小了了火災(zāi)發(fā)生的的可能性；壓型鋼板也可以以起到支撐鋼鋼梁側(cè)向穩(wěn)定定的作用。3．組合樓板的的發(fā)展二十世紀(jì)30--50年代早在三十年代代，人們就認(rèn)認(rèn)識(shí)到壓型鋼鋼板與混凝土土樓板組合結(jié)結(jié)構(gòu)具有省時(shí)時(shí)、節(jié)力、經(jīng)經(jīng)濟(jì)效益好的的優(yōu)點(diǎn)，到50年代，第一一代壓型鋼板板在市場(chǎng)上出出現(xiàn)。二十世紀(jì)60年年代－70年代六十年年代前后，歐歐美、日本等等國多層和高高層建筑的大大量興起，開開始使用壓型型鋼板作為樓樓板的永久性性模板和施工工平臺(tái)，隨后后人們很自然然的想到在壓壓型鋼板表面面做些凹凸不不平的齒槽，使使它和混凝土土粘結(jié)成一個(gè)個(gè)整體共同受受力，此時(shí)壓壓型鋼板可以以代替或節(jié)省省樓板的受力力鋼筋，其優(yōu)優(yōu)越性很大。二十世紀(jì)80年年代－現(xiàn)在組合板的試驗(yàn)和和理論有了新新進(jìn)展，特別別是在高層建建筑中，廣泛泛地采用了壓壓型鋼板組合合樓板。日本本、美國、歐歐洲一些國家家相應(yīng)的制定定了相關(guān)規(guī)程程。我國對(duì)組合樓板板的研究和應(yīng)應(yīng)用是在20世紀(jì)80年代以后，與與國外相比起起步較晚，主主要是由于當(dāng)當(dāng)時(shí)我國鋼材材產(chǎn)量較低，薄薄卷材尤為緊緊缺，成型的的壓型鋼板和和連接件等配配套技術(shù)未得得到開發(fā)。近近年來由于新新技術(shù)的引進(jìn)進(jìn)，組合樓板板技術(shù)在我國國已較為成熟熟。4常用的壓型型鋼板的截面面形式給出了幾種實(shí)際際工程中采用用的壓型鋼板板，通過圖片片使學(xué)生對(duì)壓壓型鋼板有感感性的認(rèn)識(shí)，圖圖中所示設(shè)置置凹槽的壓型型鋼板，設(shè)置置凹槽后可明明顯提高鋼板板和混凝土板板的組合作用用。2.1.1常常用壓型鋼板板截面形式§2.2組合合樓板的材料料及受力特性性分析組合板：由壓型型鋼板和混凝凝土板兩部分分組成；壓型型鋼板按其在在組合板中的的作用可以分分為三類：（一一）以壓型鋼鋼板作為組合合板的主要承承重構(gòu)件，混混凝土只是作作為樓板的面面層以形成平平整的表面及及起到分布荷荷載的作用；；（二）壓型型鋼板作為澆澆筑混凝土的的永久性模板板，并作為施施工時(shí)的操作作平臺(tái)；（三三）考慮組合合作用的壓型型鋼板組合樓樓板，這種結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)件在工工程中最為廣廣泛應(yīng)用。本本章主要講述述第三類考慮慮組合作用的的壓型鋼板混混凝土組合樓樓板，在施工工階段壓型鋼鋼板作為模版版及澆筑混凝凝土的作業(yè)平平臺(tái)，在施工工階段僅進(jìn)行行強(qiáng)度和剛度度驗(yàn)算；在使使用階段，壓壓型鋼板相當(dāng)當(dāng)于鋼筋混凝凝土板中的受受拉鋼筋，在在全部靜載及及活荷載作用用下，考慮兩兩者的組合作作用，因此按按照組合樓板板進(jìn)行計(jì)算。§2.3組合樓樓板的設(shè)計(jì)組合板的計(jì)算可可分施工與使使用兩個(gè)階段段進(jìn)行。組合合板的施工階階段，需對(duì)壓壓型鋼板作為為澆注混凝土土底模的強(qiáng)度度和撓度進(jìn)行行驗(yàn)算；組合合板的使用階階段，對(duì)組合合板在全部荷荷載作用下的的強(qiáng)度和撓度度進(jìn)行計(jì)算。組合板或非組合合板在施工階階段，只計(jì)算算順助(強(qiáng)邊)方向壓型鋼鋼板強(qiáng)度和撓撓度。1施工階段當(dāng)不加臨時(shí)支撐撐時(shí)，壓型鋼鋼板的正截面面抗彎承載能能力應(yīng)滿足以以下要求：(2.33.1)(2.3..2)M－彎矩設(shè)計(jì)值值；fay－壓型鋼鋼板強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)值；Ws－壓型鋼板板截面抵抗短短，取受壓區(qū)區(qū)Wsc或受拉區(qū)區(qū)Wst的較小值值；Is－單位寬寬度壓型鋼板板對(duì)荷載重心心軸的慣性矩矩；xc－從壓型鋼鋼板受壓翼繞繞外邊緣到中中和軸的距離離；hs－壓型鋼板板截面抵抗短短，取受壓區(qū)區(qū)Wsc或受拉區(qū)區(qū)Wst的較小值值。壓型鋼板在施工工階段，應(yīng)進(jìn)進(jìn)行撓度計(jì)算算，當(dāng)均布荷荷載時(shí)：對(duì)于簡支板((2.3.33)Pz－單位寬度度均布短期荷荷載值，取荷荷載標(biāo)準(zhǔn)值；；Es－壓型鋼板板彈性模量；；Is－單位寬度度壓型鋼板的的慣性矩；L－板的計(jì)算跨跨度；對(duì)于雙跨連續(xù)板板(2.33.4)[w]－板的允允許撓度，取取L／200及20mm的較小值。2.使用階段段組合板強(qiáng)邊方向向的正彎矩和和撓度，均按按全部荷載作作用的強(qiáng)邊(順肋)方向單向板板計(jì)算。此時(shí)時(shí)，不論實(shí)際際支承情況如如何，均按簡簡支板考慮。壓型鋼鋼板與混凝土土形成整體共共同工作。主主要進(jìn)行以下下幾個(gè)方面的的驗(yàn)算：eq\o\ac(○,1)正截面抗彎彎能力；eq\o\ac(○,2)疊合面抗剪剪能力；eq\o\ac(○,3)抗沖切能力力；eq\o\ac(○,4)斜截面抗剪剪能力；eq\o\ac(○,5)變形驗(yàn)算。1）正截面抗彎彎能力采用塑性設(shè)計(jì)方方法，計(jì)算中中考慮作為受受拉區(qū)的壓型型鋼板沒有混混凝土保護(hù)以以及中和軸附附近材料強(qiáng)度度發(fā)揮不充分分等原因，對(duì)對(duì)壓型鋼板的的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值值乘以折減系系數(shù)0.9；對(duì)混凝土土抗壓強(qiáng)度乘乘以折減系數(shù)數(shù)0.8。a）當(dāng)時(shí)塑性中和軸在壓壓型鋼板上翼翼緣以上的混混凝土內(nèi)，組組合板的抗彎彎強(qiáng)度按下式式計(jì)算：(22.3.5))(2.3..6)式中x為組合板板受壓區(qū)高度度。當(dāng)時(shí)，取??；為組合板的的有效高度；；y為壓型鋼板板截面應(yīng)力合合力至混凝土土受壓區(qū)截面面應(yīng)力合力的的距離，?。?；b為壓型鋼板板的波距；AAs為壓型鋼板板波距內(nèi)的截截面面積；ff為壓型鋼板板的抗拉強(qiáng)度度設(shè)計(jì)值；ffcm為混凝土土彎曲抗壓強(qiáng)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；；hc為壓型鋼板板上翼緣以上上澆筑混凝土土厚度。b）當(dāng)時(shí)塑性中和軸在壓壓型鋼板內(nèi)，組組合板橫截面面抗彎強(qiáng)度按按下列公式進(jìn)進(jìn)行計(jì)算：(2.3..7)((2.3.88)其中Asc為塑塑性中和軸以以上壓型鋼板板面積；y1、y2為壓型鋼板板受拉區(qū)截面面拉應(yīng)力的合合力分別至受受壓區(qū)混凝土土板截面和壓壓型鋼板壓應(yīng)應(yīng)力合力的距距離。圖2.3.1組組合板正截面面抗彎能力計(jì)計(jì)算圖2）疊合面抗剪剪承載力通過對(duì)國內(nèi)壓型型鋼板加工的的組合板疊合合面抗剪能力力進(jìn)行試驗(yàn)研研究，并對(duì)試試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行行一次回歸正正交方差分析析，得出組合合板疊合面抗抗剪強(qiáng)度公式式如下：且(2.3..9)式中Vu為組合合板的抗剪能能力；V為組合板疊疊合面的縱向向剪力設(shè)計(jì)值值；a0－a3為剪力粘結(jié)結(jié)系數(shù)由試驗(yàn)驗(yàn)確定或者參參考下列數(shù)值值：a為組合板剪跨跨，，均布簡簡支板取（L為板的計(jì)算算跨度）；MM為與剪力設(shè)設(shè)計(jì)值相對(duì)應(yīng)應(yīng)的彎矩設(shè)計(jì)計(jì)值；Wz組合板平均均槽寬；h0組合板的有有效寬度；tt壓型鋼板厚厚度。3）斜截面抗剪剪承載力組合板的斜截面面受剪承載力力應(yīng)按下式計(jì)計(jì)算：(2.3.100)Vv－組合板斜斜截面上的最最大剪力設(shè)計(jì)計(jì)值；fc－混凝土軸軸心抗壓強(qiáng)度度設(shè)計(jì)值；b－計(jì)算寬度。4）抗沖切計(jì)算算圖2.3.2組合板中的的抗沖切面積積組合板在集中荷荷載作用下的的抗沖切強(qiáng)度度按下式計(jì)算算：(2.3.111)um－臨界周邊邊長度，見圖圖2.3.2；ft－混凝土土軸心抗拉強(qiáng)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；；hc－混凝土板板最小厚度；；h0－組合板有有效高度，即即壓型鋼板截截面重心軸至至混凝土受壓壓區(qū)最外邊緣緣的距離。5）變形驗(yàn)算組合板的變形按按彈性理論進(jìn)進(jìn)行，按短期期荷載作用時(shí)時(shí)，可將混凝凝土面積除以以鋼材與混凝凝土彈性模量量比n換算為鋼面面積；按長期期荷載作用時(shí)時(shí)，將截面中中的混凝土的的彈性模量除除以2n換算成鋼截截面。組合板全截面發(fā)發(fā)揮作用時(shí)的的短期荷載作作用下等效截截面慣性矩II(2.3.122)(2.3.133)－全截面有效時(shí)時(shí)組合板中和和軸至受壓區(qū)區(qū)邊緣的距離離；As－壓型鋼板板截面面積；；Ac－混凝土截截面面積；h0－組合板有有效高度(組合板受壓壓邊緣至壓型型鋼板截面重重心的距離)；－組合板受壓邊邊緣至混凝土土重心距離；；Is－壓型鋼板板對(duì)其中和軸軸慣性矩；Ic－混凝土土對(duì)其中和軸軸慣性矩。把上式中的n用用2n來替代，即即可得到在長長期荷載作用用下組合截面面的等效慣性性矩。組合板板的撓度，應(yīng)應(yīng)按荷載的短短期效應(yīng)組合合，并考慮永永久荷載的長長期作用的影影響。對(duì)于承承受均布荷載載的簡支組合合板，其撓度度可以按照下下列公式進(jìn)行行計(jì)算：(2.3.144)(2.3.155)(2.3.166)其中q為均布可可變荷載；g為均布永久久荷載；I0換算成鋼截截面的組合截截面慣性矩；；考慮永久荷荷載長期作用用影響的組合合截面慣性矩矩；為全截面面有效時(shí)組合合板中和軸至至受壓區(qū)邊緣緣的距離；As為壓型鋼板板截面面積；；Ac為混凝土截截面面積；hh0為組合板有有效高度；為為組合板受壓壓邊緣至混凝凝土重心距離離；Is為壓型鋼板板對(duì)其中和軸軸慣性矩。6)自振頻率控控制振動(dòng)感覺與環(huán)境境條件有關(guān)，組組合板理想的的自振頻率在在20Hz以上，如果果自振頻率在在12Hz以下，則產(chǎn)產(chǎn)生振動(dòng)的可可能性較大。因因此對(duì)組合板板或鋼筋混凝凝土板的自振振頻率控制在在15Hz以上。自振頻率和和板的剛度及及端部支撐條條件有關(guān)。自振頻率v的計(jì)計(jì)算：(2.3.177)T－自振周期；；K－由支撐條件件確定的系數(shù)數(shù)；兩端簡支支，K＝0.178；一端簡支支一端固定，K＝0.177；兩端固定，K＝0.175；-僅為自重與恒恒載所產(chǎn)生的的撓度?！?.4構(gòu)造造要求1.壓型鋼板板組合板中采用的的壓型鋼板凈凈厚度不小于0.75mmm，最好控制在1.0mm以上。為便于于澆筑混凝土土，要求壓型型鋼板平均槽槽寬不小于50mm，當(dāng)在槽內(nèi)設(shè)設(shè)置圓柱頭焊焊釘時(shí)，壓型鋼板總總高度（包括括壓痕在內(nèi)）不應(yīng)超過80mm。組合樓板中壓型鋼板外表面應(yīng)有保護(hù)層以防御施工和使用過程中大氣的侵蝕。圖2.4.1組合板構(gòu)造圖2.4.1組合板構(gòu)造2.配筋要求求以下情況組合板板內(nèi)應(yīng)配置鋼鋼筋：連續(xù)板或懸臂板板的負(fù)彎矩區(qū)區(qū)應(yīng)配置縱向向受力鋼筋；；在較大集中荷載載區(qū)段和開洞洞周圍應(yīng)配置置附加鋼筋；；當(dāng)防火等級(jí)較高高時(shí)，可配置置附加縱向受受力鋼筋；為提高組合板的的組合作用，光光面開口壓型型鋼板，應(yīng)在在剪跨區(qū)（均均布荷載在板板兩端L/4范圍內(nèi)）布布置直徑為6mm間距150至300mm的橫向鋼筋，縱縱肋翼緣板上上焊縫長度不不小于50mm。組合板應(yīng)設(shè)置分分布鋼筋網(wǎng)，分布鋼筋兩個(gè)方向的配勁率不宜少于0.002。3.混凝土板板裂縫寬度連續(xù)組合板負(fù)彎彎矩的開裂寬寬度，室內(nèi)正正常環(huán)境下不不應(yīng)超過0.3mmm，室內(nèi)高溫溫度環(huán)境或露露天時(shí)不應(yīng)超超過0.2mm。連續(xù)組合板按簡簡支板設(shè)計(jì)時(shí)時(shí)