第4章压型钢板混凝土组合楼板

5
非 组 合 板
6
钢筋桁架
非 组 合 板
桁架高度：100mm ； 上弦钢筋直径：12mm、14mm； 下弦钢筋直径：10mm、12mm ； 腹杆筋：7mm、8mm
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8
钢筋桁架
非 组 合 板
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钢筋桁架
非 组 合 板
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非 组 合 板
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组 合 板
12
4.1.1 组合楼板的分类
按压型钢板在组合楼板的作用，将压型钢板组合楼 板分为三类。
2）压型钢板的受压翼缘的宽厚比大于容许最大截面 的宽厚比时，其截面特征值按有效截面计算；
3）压型钢板的截面特征按材料力学的方法计算。
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（2）计算方法
压型钢板的截面可以划分为三部分；即水平板 元、斜板元、弧板元。板上、下翼缘平板部分为水 平板元；腹板或卷边板斜部分为斜板元；腹板或卷 边板与翼缘板之间的弧形部分为弧板元，见下图。 计算截面特征时，压型钢板各板元的截面可取各自 的中心线，并由中心线代替板元。按线元计算各板 的截面几何特征，求其总和，再乘以厚度，即求的
• 对2-2轴的惯性矩
I2 bbhs2
32
2)、斜板线元特征计算
对1-1轴的惯性矩
I1

sin 2 12

.bw3

1 12
bw hw2
对2-2轴的惯性矩
I2
(hs 2
) 2 .bw

I1

bw 4
(h02

hw2 3
)
33
3）、弧板线元特征计算
对1-1轴的惯性矩
rc1

r

t 2
;
b
f
第三类组合楼板，压型钢板与混凝土在使用阶段
形成整体，设计时，按组合楼板进行设计 。
压型钢板与混凝土之间的组合效应，是通过叠合面 之间采用适当的连接形成的。要求叠合面上的连接件 具有足够的抗剪切粘结强度，以抵抗楼板在外荷载作 用下产生的纵向水平剪力，同时还要确保压型钢板与 混凝土能在垂直方向掀起力作用下保持共同工作。
47
4.4.4 承载力验算
1、截面抵抗矩
压型钢板的截面抵抗矩,取其受压区Wsc和受拉区Wst
两者的较小者。
Wsc I s / xc
Wst I s / hp xc
2、受弯承载力 压型钢板的正截面受弯承载力应按下式进行验算 ：
M Ws f
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4.4.5、挠度验算
压型钢板载均布荷载作用下,可按下式进行验算 ：
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压型钢板—混凝土组合板设计内容
重点掌握组合板的设计方法——与组合梁类似！
弹性
压区
施工阶段
有无 支撑
？ 压型 钢板
设 计
方法
砼换 算为 钢
使用阶段
短期
正截面抗弯 斜截面抗剪
内
长期
抗冲切
容
塑性
截面砼
挠度
方法
和钢均
裂缝
达设计
强度
振动
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§4.2 压型钢板的型号及截面特性
4.2.1 压型钢板的型号 1、国产压型钢板的板型
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6、压型钢板长边的连接 压型钢板长边的相互之间连接采用搭接后，并用贴
角焊或塞焊进行焊接，以防止压型钢板相互移动或分 离 ， 每 段 焊 缝 长 度 为 2 0 mm~30mm, 焊 缝 间 距 为 300mm左右，见图4.3.4所示。
7、压型钢板端部的连接 压型钢板端部的连接应设置锚固件与钢梁连接，可
这种组合楼板结构体系能够充分利用混凝土所具 有的优越抗压性能和充分发挥钢材所具有的优越抗拉 性能外，还具有自重轻、塑性和抗震性能好、经济效 果显著和施工简便等突出有点。
2
板
拉区—钢， 压区—混凝土
3
组合楼板的分类
按压型钢板在组合楼板中的作用，分为三类。
本 章
内
1、压型钢板仅起模板作用——非组合板
(e)YX-75-230-690(Ⅱ)
(f)BD-40弯全闭合型
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2 国外压型钢板的板型 国外生产的压型钢板板型较多，典型板型见下图。
27
28
4.2.2 压型钢板的截面特征wk.baidu.com
1、 压型钢板截面特征计算
（1）计算原则 1）当压型钢板的受压翼缘的宽厚比小于容许最大截
面宽厚比时（表4.2.1），其截面几何特征值按全截面进 行计算。
1、模板用压型钢板的组合楼板 2、以压型钢板作为主要承载构件的组合楼板 3、考虑压型钢板与混凝土组合效应的组合楼板 对于上述前两类组合楼板，在设计中未涉及两种不 同材料的组合效应，仅根据它们承受的外荷载的条件， 参照钢结构和混凝土结构设计规范，分别进行设计，这 种组合板称为非组合楼板。
13
4.1.1 组合楼板的分类
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2、组合楼板
这类楼板有如下使用特点及要求： （1）在使用阶段压型钢板作为混凝土板的受拉钢筋； 在施工阶段作为现浇混凝土时的模板。 （2）采用能传递压型钢板与混凝土叠合面上纵向剪 力的压型钢板，压型钢板采用圆柱头焊钉将压型钢板与 钢梁焊接固定，能够保证传递剪力和施工人员的安全。
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4.1.3 计算方法
弹性理论计算方法就是按工程力学的方法计算，适
合压型钢板混凝土楼板的施工阶段计算及挠度计算。计 算时，采用压型钢板混凝土楼板的换算截面。即根据计 算要求，将混凝土截面换算成相当于与钢材的截面，然 后按工程力学的方法计算。
塑性理论的计算方法适用于计算承受静力荷载或承
受间接动力荷载压型钢板混凝土组合板的承载力。计算 时，考虑构件截面上应力重分布。
1
rc1;c

rc1
sin
I1
(
sin cos
2

sin 2


)rc31
对2-2轴的惯性矩
I 2 rc1 (rc1 c) 2 I1
34
2 受压翼缘有效计算宽度
1) 当压型钢板受压翼缘的宽厚比不超过表4.2.1所规定 的最大的宽厚比时，受压翼缘的有效计算宽度 bef 见下 图，可按表4.2.2中所列的相应的公式计算。 2) 一般情况下，组合板中所采用的压型钢板，形状比较 简单，加劲肋不超过两个，所以，在实用计算中，压 型钢板受压翼缘的有效计算宽度可取 bef 50t
下面仅介绍施工阶段的验算。
45
4.4.1 计算原则
1、承载力及变形计算时，可按强边方向的单 向板计算，对弱边方向不进行计算。
2、按弹性计算方法计算。 3、经验算，压型钢板的强度和变形不能满足 要求时，可增设临时支撑以减小压型钢板的跨度， 计算跨度可取临时支撑之间的距离。
4.4.2 计算简图 计算简图可按实际支承跨数及跨度尺寸来确定；考 虑到下料的不利情况，也可取两跨连梁或单跨简支板。
容
2、以压型钢板作为主要承载构件——非组合板
3、考虑压型钢板与混凝土组合效应的组合楼板——组合板
4
压型钢板组合楼板 同梁 计算方法
依据规范：
《高层民用建筑钢结构技术规程》 JGJ 99-98
•第七章 组合楼盖 • 第三节 压型钢板组合楼板设计
注：混凝土部分需按《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010调整。
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（4）圆柱头栓钉焊接后的
剩余高度,应大于压型钢板的
波高的加30㎜;栓钉顶面混
凝土保护层厚度的不应小于
（3）栓钉的直径应符合下列规定：
15㎜。
a、 跨小于3m的组合板,栓钉的直径为13㎜
或16㎜.
b、 跨度为3m~6m的组合板,栓钉的直径为
16㎜或19㎜.
c、宽度大于6m的组合板,栓钉直径为19㎜.
采用镀锌压型钢板时，镀锌层两面总计为 275 g / m2
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3 、组合楼板的厚度 1）组合板的总厚度不应小于90㎜，压型钢板
翼缘以上的混凝土厚度不应小于50㎜ 。
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2）压型钢板用作混凝土板底部受力钢筋时，需 要进行防火保护，此时，组合楼板的厚度及防火保 护层的厚度应符号表4.3.1的要求。 4、 组合板的支承长度
（4）压型钢板与混凝土之间的叠合面可以放松要 求，不要求采用带有特殊要求的压型钢板；
（5）采用圆柱头焊钉将压型钢板与钢梁相连，以 保证施工人员的施工安全。
目前，国内高层建筑钢结构中，主要采用上述非 组合楼板，其主要的原因是国内生产的压型钢板多数 无压痕波槽，不能传递压型钢板与混凝土之间的横向 剪力 。
简支板 两跨连续板

5
q l4 k

384 EIs
1 qkl 4
钢筋，属于非受力钢板，因此按无压型钢板的混凝土板 计算其承载力。
（2）在施工阶段，压型钢板作为浇筑混凝土的模板， 即不卸的永久模板。而且压型钢板下不设置临时支承，以 使楼层混凝土板能交叉进行，因此，在施工阶段要由压型 钢板承担未结硬混凝土的板的重量和施工荷载。
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（3）由于压型钢板不替代混凝土板内的受拉钢筋 作用，可不采用防火涂料，但仍宜采用镀锌板使其能 起防绣作用。
（1）支承在钢梁时，组合板的支承长度不应小 于75㎜，其中压型钢板的搁置长度不应小于50㎜；
39
40
5、端部的锚固 （1）将圆柱头栓钉置于压型钢板端头的凹槽内,利用 穿透平焊法,把栓钉传透压型钢板焊止钢梁上的翼缘. 见图4.3.2(a) （2）将圆柱头栓钉焊在钢梁上翼缘的中线上,同时将 两侧压型钢板的端头凸肋打扁,并点焊在于钢梁上翼 缘.见图4.3. 3b。
土木工程专业本科课程教学
建筑工程学院
第4章 压型钢板混凝土组合楼板
主 讲： 周 天 华 2013.11
1
§4.1 概 述
通过剪力连接件将压型钢板与混凝土进行组合， 形成一种共同受力、协调变形的组合板称为组合板。
组合楼板中的压型钢板除在施工阶段作为模板用 外，在使用阶段还兼做组合板中的受力钢筋或部分受 力钢筋 。
压型钢板的实际的截面特征。
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（2）计算方法——补充内容
压型钢板——实际是把薄钢板
在常温下通过冷轧而成的，对 其截面的计算应按《冷弯薄壁 型钢结构技术规范》GB500182002的规定进行。
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（3）板线单元截面几何特征 计算 1）水平板线单元特征计算
• 1-1轴的惯性矩
I1

1 4
b b hs2
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4.4.3 荷载
1、永久荷载 压型钢板及混凝土的自重。
2、可变荷载 施工活荷载： 工人、施工机械设备等自重。 附加荷载： 当有混凝土堆放附加管线混凝土泵等以 及过量冲击效应时，应适当增加荷载。
3、额外荷载 当压型钢板跨中挠度δ大于20㎜时,应考虑“坑凹”效应，
计算混凝土自重时,将全部的混凝土厚度增加0.7 δ 。
埋设建筑装修用的吊顶挂钩。 （3）用圆头柱钉焊透压型钢板焊接在钢梁上的翼
缘后，使压型钢板在施工阶段可对钢梁起到侧向支撑 作用。
（4）采用压型钢板后，将增加材料费用，尤其是 组合楼板中的压型钢板，需采用防火涂料，并增加相 应费用。但是，这一缺陷可以由其它方面优点预以弥 补。
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1 、非组合楼板
这类楼板具有如下使用特点： （1）在使用阶段，压型钢板不作为混凝土板的受拉
采用塞焊、贴角焊或采用圆头柱栓钉穿透压型钢板与 钢梁焊接，见图4.3. 4
43
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§4.4 非组合楼板的计算
非组合楼板的设计计算分为施工阶段和 使用阶段。在施工阶段，压型钢板承受施工阶 段的施工荷载和混凝土的自重，需进行受弯承 载承载力计算和变形验算。
在使用阶段，压型钢板失去结构功能，楼 板按钢筋混凝土密肋楼板进行设计。
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§4.3 组合楼板构造
1、混凝土的强度等级 混凝土的强度等级不宜低于C20,骨料的尺寸不应
大于0.4 h p、0.33 bw和30㎜； h p 为压形钢板的厚度；
bw 为压型钢板浇注混凝土的凹槽的平均宽度 。
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2、压型钢板 组合楼板用的压型钢板净厚度（不包括镀锌保护
层等面层）不应小于 0.75mm ，但仅供施工做模板用的 压型钢板除外。压型钢板外露表面应有保护层，以防 施工使用过程中大气侵蚀。
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4.1.1 组合楼板的分类 常采用的连接形式可归纳以下三种：
（1）采用闭合式压型钢板（见下图），依靠楔形 混凝土块体为叠合面提供必要的抗剪能力。
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4.1.1 组合楼板的分类 （2）采用带压痕、冲孔或加劲肋的压型钢板（见
下图），靠压痕、冲孔或加劲肋为叠合面提供必要的 抗剪能力。
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4.1.1 组合楼板的分类 （3）在无压痕压型钢板上口钢板上翼缘加焊
压型钢板一般采用厚度0.5mm~1.2mm的镀 锌薄钢板冷轧而成。现生产压型钢板有五种型号， 见下图。
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4.2.1 压型钢板的型号
（a） YX-75-200-600
(b)YX-75-200-600
(c)YX-75-200-600(Ⅱ)
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4.2.1 压型钢板的型号
(d) YX-75-230-690
横向受力钢筋（见下图），加焊横向受力钢筋以 承受钢板与混凝土叠合面的纵向剪力。钢筋与压 型钢板的连接应采用喇叭形坡口焊接。
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4.1.2 组合楼板与非组合板的特点
组合楼板与非组合楼板在使用中的共同特点是； （1）压型钢板可快速就位，还可以采用多个楼层
铺设压型钢板、分层浇混凝土板的流水施工。 （2）便于铺设板内管线，并可在压型钢板凹槽内