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1、第二章壓型鋼板組合樓板§2.1概述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.組合樓板的優(yōu)點1)壓型鋼板可作為澆灌混凝土的模板,節(jié)省了大量木模板及支撐;2)壓型鋼板非常輕便,堆放、運(yùn)輸及安裝都非常方便;3)使用階段,壓型鋼板可代替受拉鋼筋,減少鋼筋的制作與安裝工作。4)剛度較大,省去許多受拉區(qū)混凝土,節(jié)省混凝土用量,減輕結(jié)構(gòu)自重;5)有利于各種管線的布置、裝修方便;6)與木模板相比,施工時減小了火災(zāi)發(fā)生的可能性;7)壓型鋼板也可以起到支撐鋼梁側(cè)向穩(wěn)定的作用。3.組合樓板的發(fā)展二十世紀(jì)30-50年代早在三十年代,人們就認(rèn)識到壓型鋼板與混凝土樓板組合結(jié)構(gòu)具有省時、節(jié)
2、力、經(jīng)濟(jì)效益好的優(yōu)點,到50年代,第一代壓型鋼板在市場上出現(xiàn)。二十世紀(jì)60年代-70年代六十年代前后,歐美、日本等國多層和高層建筑的大量興起,開始使用壓型鋼板作為樓板的永久性模板和施工平臺,隨后人們很自然的想到在壓型鋼板表面做些凹凸不平的齒槽,使它和混凝土粘結(jié)成一個整體共同受力,此時壓型鋼板可以代替或節(jié)省樓板的受力鋼筋,其優(yōu)越性很大。二十世紀(jì)80年代-現(xiàn)在組合板的試驗和理論有了新進(jìn)展,特別是在高層建筑中,廣泛地采用了壓型鋼板組合樓板。日本、美國、歐洲一些國家相應(yīng)的制定了相關(guān)規(guī)程。我國對組合樓板的研究和應(yīng)用是在20世紀(jì)80年代以后,與國外相比起步較晚,主要是由于當(dāng)時我國鋼材產(chǎn)量較低,薄卷材
3、尤為緊缺,成型的壓型鋼板和連接件等配套技術(shù)未得到開發(fā)。近年來由于新技術(shù)的引進(jìn),組合樓板技術(shù)在我國已較為成熟。4常用的壓型鋼板的截面形式給出了幾種實際工程中采用的壓型鋼板,通過圖片使學(xué)生對壓型鋼板有感性的認(rèn)識,圖中所示設(shè)置凹槽的壓型鋼板,設(shè)置凹槽后可明顯提高鋼板和混凝土板的組合作用。2.1.1常用壓型鋼板截面形式§2.2組合樓板的材料及受力特性分析組合板:由壓型鋼板和混凝土板兩部分組成;壓型鋼板按其在組合板中的作用可以分為三類:(一)以壓型鋼板作為組合板的主要承重構(gòu)件,混凝土只是作為樓板的面層以形成平整的表面及起到分布荷載的作用;(二)壓型鋼板作為澆筑混凝土的永久性模板,并作為施工時的操作
4、平臺;(三)考慮組合作用的壓型鋼板組合樓板,這種結(jié)構(gòu)構(gòu)件在工程中最為廣泛應(yīng)用。本章主要講述第三類考慮組合作用的壓型鋼板混凝土組合樓板,在施工階段壓型鋼板作為模版及澆筑混凝土的作業(yè)平臺,在施工階段僅進(jìn)行強(qiáng)度和剛度驗算;在使用階段,壓型鋼板相當(dāng)于鋼筋混凝土板中的受拉鋼筋,在全部靜載及活荷載作用下,考慮兩者的組合作用,因此按照組合樓板進(jìn)行計算。§2.3組合樓板的設(shè)計組合板的計算可分施工與使用兩個階段進(jìn)行。組合板的施工階段,需對壓型鋼板作為澆注混凝土底模的強(qiáng)度和撓度進(jìn)行驗算;組合板的使用階段,對組合板在全部荷載作用下的強(qiáng)度和撓度進(jìn)行計算。組合板或非組合板在施工階段,只計算順助(強(qiáng)邊)方向壓型鋼板
5、強(qiáng)度和撓度。1施工階段當(dāng)不加臨時支撐時,壓型鋼板的正截面抗彎承載能力應(yīng)滿足以下要求:(2.3.1)(2.3.2)M-彎矩設(shè)計值;fay-壓型鋼板強(qiáng)度設(shè)計值;Ws-壓型鋼板截面抵抗短,取受壓區(qū)Wsc或受拉區(qū)Wst的較小值;Is-單位寬度壓型鋼板對荷載重心軸的慣性矩;xc-從壓型鋼板受壓翼繞外邊緣到中和軸的距離;hs-壓型鋼板截面抵抗短,取受壓區(qū)Wsc或受拉區(qū)Wst的較小值。壓型鋼板在施工階段,應(yīng)進(jìn)行撓度計算,當(dāng)均布荷載時:對于簡支板(2.3.3)Pz-單位寬度均布短期荷載值,取荷載標(biāo)準(zhǔn)值;Es-壓型鋼板彈性模量;Is-單位寬度壓型鋼板的慣性矩;L-板的計算跨度;對于雙跨連續(xù)板(2.3.4)
6、[w]-板的允許撓度,取L/200及20mm的較小值。2.使用階段組合板強(qiáng)邊方向的正彎矩和撓度,均按全部荷載作用的強(qiáng)邊(順肋)方向單向板計算。此時,不論實際支承情況如何,均按簡支板考慮。壓型鋼板與混凝土形成整體共同工作。主要進(jìn)行以下幾個方面的驗算:正截面抗彎能力;疊合面抗剪能力;抗沖切能力;斜截面抗剪能力;變形驗算。1)正截面抗彎能力采用塑性設(shè)計方法,計算中考慮作為受拉區(qū)的壓型鋼板沒有混凝土保護(hù)以及中和軸附近材料強(qiáng)度發(fā)揮不充分等原因,對壓型鋼板的強(qiáng)度設(shè)計值乘以折減系數(shù)0.9;對混凝土抗壓強(qiáng)度乘以折減系數(shù)0.8。a)當(dāng)時塑性中和軸在壓型鋼板上翼緣以上的混凝土內(nèi),組合板的抗彎強(qiáng)度按下式計算:
7、(2.3.5)(2.3.6)式中x為組合板受壓區(qū)高度。當(dāng)時,?。粸榻M合板的有效高度;y為壓型鋼板截面應(yīng)力合力至混凝土受壓區(qū)截面應(yīng)力合力的距離,??;b為壓型鋼板的波距;As為壓型鋼板波距內(nèi)的截面面積;f為壓型鋼板的抗拉強(qiáng)度設(shè)計值;fcm為混凝土彎曲抗壓強(qiáng)度設(shè)計值;hc為壓型鋼板上翼緣以上澆筑混凝土厚度。b)當(dāng)時塑性中和軸在壓型鋼板內(nèi),組合板橫截面抗彎強(qiáng)度按下列公式進(jìn)行計算:(2.3.7)(2.3.8)其中Asc為塑性中和軸以上壓型鋼板