压型钢板组合楼板计算与构造
压型钢板组合楼板计算

压型钢板组合楼板计算1.确定楼板布置和尺寸:根据建筑设计要求,确定楼板的布置和尺寸。
楼板的布置应满足结构强度、刚度和振动要求,尺寸应满足使用功能和建筑节约的要求。
2.根据楼板负荷和跨径计算楼板厚度:根据楼板所承受的荷载和跨度,计算楼板的合理厚度。
压型钢板组合楼板通常采用现浇混凝土楼板,其厚度应满足混凝土挤压所需的最小厚度,并考虑楼板的弯曲和剪切等荷载。
3.计算楼板的自重:根据楼板的几何尺寸和单位体积重量,计算楼板的自重。
楼板在计算自重时应考虑到横向压型钢板的重量和混凝土的重量。
4.计算楼板的荷载:根据楼板的使用要求和建筑规范,计算楼板的荷载。
楼板的荷载包括永久荷载和活荷载,如人员、设备和家具等。
计算荷载时应考虑楼板的几何特性和荷载分布。
5.计算楼板的弯曲和剪切:根据楼板在荷载作用下的弯曲和剪切,计算楼板的截面形态和受力状态。
压型钢板组合楼板的弯曲和剪切计算可以采用经典板梁理论和托伦拜恩定理等计算方法。
6.设计楼板的钢筋:根据楼板的受力状态和构造要求,设计楼板的钢筋。
对于压型钢板组合楼板,楼板的钢筋主要包括横向钢筋和纵向钢筋。
横向钢筋应布设在压型钢板的腹板和翼缘上,纵向钢筋应布设在楼板的靠近支承端。
7.检查楼板的振动和变形:根据楼板的荷载和构造要求,检查楼板的振动和变形。
楼板的振动应满足人员舒适性的要求,变形应满足建筑的使用功能和结构的安全性。
综上所述,压型钢板组合楼板的计算是一个复杂而繁琐的过程,需要考虑多个因素和条件。
准确的计算可以确保楼板结构满足使用要求和安全要求。
在实际工程中,应根据具体情况和建筑规范进行计算和设计,并进行必要的验算和调整,以确保楼板结构的安全可靠性。
压型钢板组合楼板

压型钢板组合楼板
1.2压型钢板组合楼板的特点
充分利用了材料性能,简化了施工程序,加快了施工进度。楼 板的整体性、耐久性、强度和刚度都很好。 能充分发挥混凝土和钢材各自材料的力学性能,使混凝土受压, 钢材受拉,经济合理、节省材料,尤其对重载结构更为有利。 在受力变形时,可产生较大应变,吸收能量大,因而塑性、韧 性、耐疲劳性、耐冲击性等均好,很适合于抗爆、抗震结构工程 的楼盖。 耐火性和耐锈蚀性不如钢筋混凝土楼板,并且用钢量较大,造 价偏高,适用于高层建筑和大空间建筑。 施工中浇筑混凝土时,压型钢板可同时作为模板,因而可省去 模板,方便施工。 在主体框架结构完成后,各层楼面可同时铺设,可缩短工期。
压型钢板组合楼板
1.1压型钢板组合楼板பைடு நூலகம்基本构成 用截面为凹凸型钢板为底衬模板(与钢梁用抗剪栓钉连接), 现浇钢筋混凝土面层,组合形成整体性很强的一种楼板结构, 多用于多层、高层钢结构建筑中。
图4.27 压型钢板类型示意
图4.28 单层压型钢板组合楼板
2
压型钢板组合楼板
图4.29 双层压型钢板组合楼板
4
压型钢板组合楼板
1.3压型钢板组合楼板的连接构造
图0 压型钢板板端锚固
压型钢板组合楼板的整体连 接是由栓钉(又称抗剪螺钉) 将钢筋混凝土、压型钢板和 钢梁组合成整体。
图1 钢衬板与钢梁、钢板的连接方式
5
YX76-305-915压型钢板混凝土楼承组合板计算书

压型钢板混凝土楼承组合板计算书工程资料:该工程楼层平台采用压型钢板组合楼板,计算跨度m l 4=,剖面构造如图1所示。
压型钢板的型号为YX76-305-915,钢号Q345,板厚度mm t 5.1=,每米宽度的截面面积m mm A S /20492=(重量0.152/m kN ),截面惯性矩m mm I S /1045.20044×=。
顺肋两跨连续板,压型钢板上浇筑mm 89厚C35混凝土。
图1组合楼板剖面1施工阶段压型钢板混凝土组合板计算1.1荷载计算取m b 0.1=作为计算单元(1)施工荷载施工荷载标准值m kN p k /0.10.10.1=×=施工荷载设计值m kN p /4.10.14.1=×=(2)混凝土和压型钢板自重混凝土取平均厚度为mm 127混凝土和压型钢板自重标准值mkN m m kN m kN m k /325.30.1)/15.0/25127.0(g 23=×+×=混凝土和压型钢板自重设计值mkN m kN g /0.4/325.32.1=×=(3)施工阶段总荷载mkN m kN m kN g p q kk k /325.4/325.3/0.1=+=+=1.2内力计算跨中最大正弯矩为mkN mkN l g p M ⋅=⋅×+×=+=+05.60.4)0.44.1(07.0)(07.022max 支座处最大负弯矩为m kN mkN l g p M ⋅=⋅×+×=+=−8.100.4)0.44.1(125.0)(125.022max 故mkN M M ⋅==−8.10max max 支座处最大剪力kNkNl g p V 5.130.4)0.44.1(625.0)(625.0max =×+×=+=1.3压型钢板承载力计算压型钢板受压翼缘的计算宽度etbmm mm mm t b et 105755.15050≤=×=×=,按有效截面计算几何特征。
(整理)压型钢板组合楼板计算与构造.

压型钢板组合楼板1.定义组合楼板由压型钢板、混凝土板通过抗剪连接措施共同作用形成。
2.组合楼板的优点1)压型钢板可作为浇灌混凝土的模板,节省了大量木模板及支撑;2)压型钢板非常轻便,堆放、运输及安装都非常方便;3)使用阶段,压型钢板可代替受拉钢筋,减少钢筋的制作与安装工作。
4)刚度较大,省去许多受拉区混凝土,节省混凝土用量,减轻结构自重;5)有利于各种管线的布置、装修方便;6)与木模板相比,施工时减小了火灾发生的可能性;7)压型钢板也可以起到支撑钢梁侧向稳定的作用。
3.组合楼板的发展二十世纪30-50年代早在三十年代,人们就认识到压型钢板与混凝土楼板组合结构具有省时、节力、经济效益好的优点,到50年代,第一代压型钢板在市场上出现。
二十世纪60年代-70年代六十年代前后,欧美、日本等国多层和高层建筑的大量兴起,开始使用压型钢板作为楼板的永久性模板和施工平台,随后人们很自然的想到在压型钢板表面做些凹凸不平的齿槽,使它和混凝土粘结成一个整体共同受力,此时压型钢板可以代替或节省楼板的受力钢筋,其优越性很大。
二十世纪80年代-现在组合板的试验和理论有了新进展,特别是在高层建筑中,广泛地采用了压型钢板组合楼板。
日本、美国、欧洲一些国家相应的制定了相关规程。
我国对组合楼板的研究和应用是在20世纪80年代以后,与国外相比起步较晚,主要是由于当时我国钢材产量较低,薄卷材尤为紧缺,成型的压型钢板和连接件等配套技术未得到开发。
近年来由于新技术的引进,组合楼板技术在我国已较为成熟。
4 常用的压型钢板的截面形式给出了几种实际工程中采用的压型钢板,通过图片使学生对压型钢板有感性的认识,图中所示设置凹槽的压型钢板,设置凹槽后可明显提高钢板和混凝土板的组合作用。
2.1.1 常用压型钢板截面形式§2.2 组合楼板的材料及受力特性分析组合板:由压型钢板和混凝土板两部分组成;压型钢板按其在组合板中的作用可以分为三类:(一)以压型钢板作为组合板的主要承重构件,混凝土只是作为楼板的面层以形成平整的表面及起到分布荷载的作用;(二)压型钢板作为浇筑混凝土的永久性模板,并作为施工时的操作平台;(三)考虑组合作用的压型钢板组合楼板,这种结构构件在工程中最为广泛应用。
压型钢板混凝土组合楼板的设计与构造

压型钢板混凝土组合楼板的设计与构造摘要:本文简要介绍了考虑组合效应的压型钢板组合楼板的概况,对它的设计方法、设计步骤、构造要求和设计中需要注意的问题,做了简要介绍,有利于对考虑组合效应的压型钢板组合楼板有较为完整的认识。
并以具体的计算案例进行简单的设计分析,可为工程设计人员提供参考。
关键词:压型钢板组合楼板结构设计端部构造0 引言压型钢板混凝土组合楼板是在压型钢板上浇筑混凝土,通过粘结和咬合将之进行组合,形成的一种共同受力、变形协调楼盖,简称组合板[1]。
由于两种不同性质的材料能够扬长避短、能够充分发挥两种材料各自的优越性,因此它的工作性能比单一材料制成的结构更为优越,组合结构具有一系列优点[2]。
由于压型钢板的大批量生产和品种的多样化,以及配套技术的不断完善,组合楼板在建筑和桥梁领域都得到了广泛应用。
《组合楼板设计与施工规范》(CECS 273:2010)颁布实施,使得设计人员有据可依,必将进一步推动压型钢板组合楼板的广泛应用。
1 压型钢板在组合楼板中的作用组合楼板按压型钢板在楼板中的作用通常可分为二类:1.1 以压型钢板作为永久性模板的组合楼盖压型钢板在施工阶段承受自重及楼层自重和施工荷载,混凝土凝结达到设计强度后全部楼层荷载由混凝土板承受,压型钢板失去作用,作为永久模板留在混凝土楼板中,这种压型钢板混凝土板按普通钢筋混凝土板设计,压型钢板叠合面不需要设计齿槽。
计算方法、配筋构造完全遵照《混凝土结构设计规范》。
1.2 考虑压型钢板与混凝土组合效应的组合楼板在施工阶段,压型钢板起模板作用,混凝土凝结达到设计强度后,压型钢板与混凝土形成整体,压型钢板兼做混凝土板的受力钢筋或部分受力钢筋,与混凝土共同承受荷载作用。
压型钢板的表面必须设置抗剪齿槽或其他措施来抵抗叠合面之间的纵向剪力或垂直掀起力,它对板型有特殊要求以外,对耐久性和防火性也有要求。
前一种楼盖为非组合楼板,第二种才是组合楼板。
鉴于组合楼板在实际工程中具有更好的结构性能和经济性能,应用更广泛,受力分析更复杂,本文主要研究考虑压型钢板和混凝土共同作用的组合楼板。
压型钢板组合楼板计算与构造设计方法

压型钢板组合楼板计算与构造设计方法
一、计算方法:
1.构造计算:
楼板面积计算:根据楼层平面图,计算楼板的面积。
板材数量计算:根据楼板面积和单个板材的面积,计算需要的板材数量。
板材间距计算:根据楼板的跨度和板材的受力性能,计算板材的间距。
横向板材数量计算:根据楼板的跨度和板材的受力性能,计算横向板
材的数量。
2.受力计算:
弯曲受力计算:根据楼板的跨度和受力情况,计算板材的弯曲受力和
弯矩。
剪力计算:根据楼板的跨度和受力情况,计算板材的剪力和剪力强度。
挠度计算:根据楼板的跨度和受力情况,计算板材的挠度和挠度限值。
二、构造方法:
1.板材的安装:首先将压型钢板依次布置在楼板的预留槽中,确保板
材的位置准确。
然后使用机械设备将板材压入槽中,并通过螺栓或焊接等
方式将板材固定。
2.混凝土灌浆:在板材安装完成后,将混凝土预先浇筑到板材顶部,然后使用振动器进行振动,保证混凝土的密实性和平整度。
待混凝土凝固后,可进行下一步操作。
3.连接件的安装:在混凝土灌浆完全凝固后,安装楼板的连接件,如横向连接件和纵向连接件。
连接件的安装应符合设计要求,并采用螺栓或焊接等方式进行固定。
总结:
压型钢板组合楼板的计算与构造是一项复杂而重要的工程,需要合理的计算方法和精确的施工操作。
在计算过程中,应考虑楼板的受力情况和构造要求;在构造过程中,应按照设计要求进行板材安装、混凝土灌浆和连接件的安装。
通过科学的计算和合理的构造方法,可以确保压型钢板组合楼板的结构安全和施工质量,为建筑工程提供可靠的支撑。
压型钢板混凝土组合楼承板计算实例

压型钢板混凝土组合楼承板计算实例计算书:压型钢板混凝土楼承组合板工程资料:本工程采用压型钢板组合楼板,跨度为4米,压型钢板型号为YX76-305-915,钢号为Q345,板厚度为1.5毫米,每米宽度的截面面积为2049平方毫米/米(重量为0.15千牛/平方米),截面惯性矩为200.45乘以10的4次方平方毫米/米。
顺肋两跨连续板,压型钢板上浇筑89毫米厚的C35混凝土。
1.1荷载计算:取1米作为计算单元,施工荷载标准值为1千牛/米,设计值为1.4千牛/米;混凝土和压型钢板自重标准值为3.325千牛/米,设计值为4.0千牛/米。
施工阶段总荷载为4.325千牛/米。
1.2内力计算:跨中最大正弯矩为6.05千牛·米,支座处最大负弯矩为10.8千牛·米,最大剪力为13.5千牛。
1.3压型钢板承载力计算:压型钢板受压翼缘的计算宽度为75毫米,经计算得到承载力设计值为10.988千牛·米/米,满足施工阶段的要求。
1.4压型钢板跨中挠度计算:计算得到挠度为13.97毫米,小于22.22毫米,满足施工阶段的使用要求。
正常使用极限计算假设波宽为305mm,混凝土弹性模量Ec为3.15×104N/mm2,钢板弹性模量E为2.06×105N/mm2,计算α值为6.54.1.荷载标准组合效应下挠度计算根据图2.5换算截面,混凝土截面宽度为305mm,根据公式b=305/α,肋宽为46.64mm,形心轴距离钢板底部的距离为23.32mm。
根据公式计算板的挠度,得到y=90.8mm。
在一个波宽范围内,组合板换算截面的惯性矩为1982.1×104mm4,每米板宽的惯性矩为6498.7×104mm4.根据公式计算荷载标准组合效应下楼层板的挠度为0.56mm,小于要求的11.11mm,因此满足要求。
2.荷载准永久组合效应下挠度计算荷载值为qk=gk+0.4×pk=3.615kN/m+0.4×2kN/m=4.415kN/m。
组合楼板计算实例

组合楼板计算用于组合楼板的压型钢板净厚度(不包括涂层)不应小于0.75mm ,也不得超过1.6mm 。
波槽平均宽度(对闭口式压型钢板为上口槽宽)不应小于50mm ;当在槽内设置栓钉时,压型钢板的总高度不应大于80mm 。
根据上述构造要求,选用型号为60020075---XY 的压型钢板,厚度1.2mm 。
组合板总厚度不应小于90mm ,压型钢板顶面以上的混凝土厚度不应小于50mm 。
此外,对于简支组合板的跨高比不宜大于25,连续组合板的跨高比不宜大于35。
根据以上构造要求,压型钢板上混凝土厚度取c h =60mm 。
mm b 1121= mm b 582=mmb 49.763=23()31.2h b b c mm b+==∑压型钢板的形心高度 即单槽口对于上边(用s 代表)及下边(用x 代表)的截面模量为:压型钢板的惯性模量s I :4233212357691)32(mm bb b b b b th I s =∑-∑+= 21233232()3s x x th b b b b b I W c b b +-==+∑221.275(1125876.49(1125876.49)76.49)35876.49⨯⨯⨯+⨯⨯++-==+114523mm21233132()3x x x th b b b b b I W h c b b +-==-+∑221.275(1125876.49(1125876.49)76.49)311276.49⨯⨯⨯+⨯⨯++-==+81713mm 压型钢板的截面抵抗矩s W 取s x W 和x x W 的较小值,故:s W =x x W =81713mm压型钢板的截面面积210001.240033p l A t mm =⨯=⨯=施工阶段荷载 恒载钢筋混凝土自重:5×[(58+88)×75/2+70×200] ×25=2.43kN/m 2 压型钢板自重: 0.16kN/m 2 荷载总重=2.43+0.16=2.59kN/m 2 活载施工活载:1.5kN/m 22/208.55.14.159.22.1mm kN q =⨯+⨯= 2/04.1208.52.02.0mm kN q q x =⨯==m kN l q M x ⋅=⨯⨯==17.1304.181812maxm kN q /818.02.0)5.159.2(0=⨯+=强度验算正应力验算:226max max /205/2.14381711017.1mm N f mm N W M s =〈=⨯==σ剪应力验算kN l q V x 56.1304.12121max =⨯⨯==腹板最大剪应力:233max max /7.122.149.76221056.1323mm N t b V =⨯⨯⨯⨯⨯=∑=τ挠度验算:[]mm l w mm EI l q w s 7.1620,180min 7.113576911006.23843000818.053845540max =⎭⎬⎫⎩⎨⎧=〈=⨯⨯⨯⨯⨯==使用阶段1.2厚压型钢板自重:2/16.0mm kN25C 钢筋混凝土板: 2/43.2mm kN20厚水泥砂浆找平层:2/4.02002.0mm kN =⨯水磨石地面:2/7.0mm kN 楼面总荷载:2/69.3mm kN 屋面恒载1.2厚压型钢板自重:2/16.0mm kN 钢筋混凝土板: 2/43.2mm kN 天面25厚防水砂浆:2/5.0mm kN 天面隔热层:2/6.1mm kN 水磨石地面:2/7.0mm kN 屋面总荷载:2/39.5mm kN屋面恒荷载大于楼面恒荷载,且屋面活载等于楼面活载,所以按屋面荷载计算使用阶段 混凝土数据:25C ,2/9.11mm N f c =,2/27.1mm N f t =1m 板宽内均布荷载设计值:m kN q /24.9)27.04.139.535.1(11=⨯⨯+⨯⨯= 一个波宽内荷载设计值为:2/848.12.024.9mm kN q =⨯= 压型板上混凝土厚度mm mm h c 10070〈= 按单向板计算,正弯矩简支,负弯矩固支 弯矩m kN l q M ⋅=⨯⨯=⋅=08.23848.1818122 N f A N b h f p c c 82000205400166600200709.11=⨯=⋅〉=⨯⨯=⋅⋅故中和轴在压型钢板以上的混凝土截面内,mm h 23.1010=mm bf fA x c p 45.342009.110.1820001=⨯⨯=⋅⋅⋅=αmm x h y p 842/45.3423.1012/0=-=-=m kN M m kN y b x f p c ⋅=〉⋅=⨯⨯⨯⨯⨯=⋅⋅⋅⋅08.251.58420045.349.110.18.08.01α斜截面kN l q V 86.13324.92121=⨯⨯=⋅=kN V kN h b f t 86.139023.101100027.17.07.00=〉=⨯⨯⨯=⋅⋅支座负弯矩配筋计算 支座负弯矩:按固端板计算mkN ql M n ⋅=⨯⨯==54.5339.7121121222m kN M M ⋅=⨯==11.154.52.02.02mm a h h s 125201450=-=-='62210 1.11100.031.011.9200125s c M f bh αα⨯==='⨯⨯⨯985.02211=-+=ss αγ260431********.01011.1mm h f M A y s s =⨯⨯⨯='='γ选用200@12φ,一个波距内22431015/505mm A mm A ss ='〉== %24.0%2.0%,10045.0max %5.0%10023.101200101max =⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⨯=〉=⨯⨯==y t s f f bh A ρρ变形验算 /7.36E s c E E α==220005400mm A s =⨯=,2973755.075)8858(5701000mm A c =⨯⨯+⨯+⨯=算得53.6ch mm '= mm A A h A h A x s E c s E cc n9.59200036.79737523.101200036.76.53973750=⨯+⨯⨯+⨯=⋅+⋅⋅+'⋅='αα48232323mm 1038.152)4.4175155.036/7515(9.53755875581216.187020070200121⨯=⨯⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⨯⨯⨯⨯+⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯=c I [][]472282021044.2)9.5923.101(20005357691)6.539.59(973751038.136.71)()(1mm x h A I h x A II n s s c nc cE⨯=-⨯+⨯+-⨯+⨯⨯='-⋅++'-'⋅+=α12751003.51044.21006.2⨯=⨯⨯⨯=⋅==I E B B s 52.21003.5212112=⨯⨯==B B s 一米板宽荷载总标准值 m kN q /39.71)239.5(=⨯+= 准永久组合m kN q /39.61)25.039.5(=⨯⨯+=φ 荷载标准组合下挠度mm l mm Bl q w 33.830055.11003.538410339.753845121244=〈=⨯⨯⨯⨯⨯=⋅= 荷载准永久组合下挠度mm lmm Bl q w 33.830067.21052.238410339.653845121244=〈=⨯⨯⨯⨯⨯=⋅=φ自振频率验算标准恒荷载m kN q /39.5=mm l mm Bl q w 33.830013.11003.538410339.553845121244=〈=⨯⨯⨯⨯⨯=⋅= 支撑条件系数178.0=k 板自振频率Hz Hz wk f 157.161013.1178.0112〉=⨯⨯=⋅=-综上来看,该板符合要求。
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压型钢板组合楼板1.定义组合楼板由压型钢板、混凝土板通过抗剪连接措施共同作用形成。
2.组合楼板的优点1)压型钢板可作为浇灌混凝土的模板,节省了大量木模板及支撑;2)压型钢板非常轻便,堆放、运输及安装都非常方便;3)使用阶段,压型钢板可代替受拉钢筋,减少钢筋的制作与安装工作。
4)刚度较大,省去许多受拉区混凝土,节省混凝土用量,减轻结构自重;5)有利于各种管线的布置、装修方便;6)与木模板相比,施工时减小了火灾发生的可能性;7)压型钢板也可以起到支撑钢梁侧向稳定的作用。
3.组合楼板的发展二十世纪30-50年代早在三十年代,人们就认识到压型钢板与混凝土楼板组合结构具有省时、节力、经济效益好的优点,到50年代,第一代压型钢板在市场上出现。
二十世纪60年代-70年代六十年代前后,欧美、日本等国多层和高层建筑的大量兴起,开始使用压型钢板作为楼板的永久性模板和施工平台,随后人们很自然的想到在压型钢板表面做些凹凸不平的齿槽,使它和混凝土粘结成一个整体共同受力,此时压型钢板可以代替或节省楼板的受力钢筋,其优越性很大。
二十世纪80年代-现在组合板的试验和理论有了新进展,特别是在高层建筑中,广泛地采用了压型钢板组合楼板。
日本、美国、欧洲一些国家相应的制定了相关规程。
我国对组合楼板的研究和应用是在20世纪80年代以后,与国外相比起步较晚,主要是由于当时我国钢材产量较低,薄卷材尤为紧缺,成型的压型钢板和连接件等配套技术未得到开发。
近年来由于新技术的引进,组合楼板技术在我国已较为成熟。
4 常用的压型钢板的截面形式给出了几种实际工程中采用的压型钢板,通过图片使学生对压型钢板有感性的认识,图中所示设置凹槽的压型钢板,设置凹槽后可明显提高钢板和混凝土板的组合作用。
2.1.1 常用压型钢板截面形式§2.2 组合楼板的材料及受力特性分析组合板:由压型钢板和混凝土板两部分组成;压型钢板按其在组合板中的作用可以分为三类:(一)以压型钢板作为组合板的主要承重构件,混凝土只是作为楼板的面层以形成平整的表面及起到分布荷载的作用;(二)压型钢板作为浇筑混凝土的永久性模板,并作为施工时的操作平台;(三)考虑组合作用的压型钢板组合楼板,这种结构构件在工程中最为广泛应用。
本章主要讲述第三类考虑组合作用的压型钢板混凝土组合楼板,在施工阶段压型钢板作为模版及浇筑混凝土的作业平台,在施工阶段仅进行强度和刚度验算;在使用阶段,压型钢板相当于钢筋混凝土板中的受拉钢筋,在全部静载及活荷载作用下,考虑两者的组合作用,因此按照组合楼板进行计算。
§2.3组合楼板的设计组合板的计算可分施工与使用两个阶段进行。
组合板的施工阶段,需对压型钢板作为浇注混凝土底模的强度和挠度进行验算;组合板的使用阶段,对组合板在全部荷载作用下的强度和挠度进行计算。
组合板或非组合板在施工阶段,只计算顺助(强边)方向压型钢板强度和挠度。
1 施工阶段当不加临时支撑时,压型钢板的正截面抗弯承载能力应满足以下要求:s ay W f M ≤ (2.3.1))( W st c s s c s sc x h I I I W -==或 (2.3.2) M -弯矩设计值;f ay -压型钢板强度设计值;W s -压型钢板截面抵抗短,取受压区W sc 或受拉区W st 的较小值; I s -单位宽度压型钢板对荷载重心轴的惯性矩; x c -从压型钢板受压翼绕外边缘到中和轴的距离;h s -压型钢板截面抵抗短,取受压区W sc 或受拉区W st 的较小值。
压型钢板在施工阶段,应进行挠度计算,当均布荷载时: 对于简支板[]45384z s sp l w w E I =≤ (2.3.3)P z -单位宽度均布短期荷载值,取荷载标准值; E s -压型钢板弹性模量;I s -单位宽度压型钢板的惯性矩; L -板的计算跨度; 对于双跨连续板[]41185z s sp l w w E I =≤ (2.3.4)[w ]-板的允许挠度,取L /200及20mm 的较小值。
2. 使用阶段组合板强边方向的正弯矩和挠度,均按全部荷载作用的强边(顺肋)方向单向板计算。
此时,不论实际支承情况如何,均按简支板考虑。
压型钢板与混凝土形成整体共同工作。
主要进行以下几个方面的验算:○1正截面抗弯能力;○2叠合面抗剪能力;○3抗冲切能力;○4斜截面抗剪能力;○5变形验算。
1)正截面抗弯能力采用塑性设计方法,计算中考虑作为受拉区的压型钢板没有混凝土保护以及中和轴附近材料强度发挥不充分等原因,对压型钢板的强度设计值乘以折减系数0.9;对混凝土抗压强度乘以折减系数0.8。
a )当s c cm A f bh f ≤时塑性中和轴在压型钢板上翼缘以上的混凝土内,组合板的抗弯强度按下式计算:cm M xbyf ≤ (2.3.5) /s cm x A f f b = (2.3.6)式中x 为组合板受压区高度。
当00.55x h >时,取00.55x h =;0h 为组合板的有效高度;y 为压型钢板截面应力合力至混凝土受压区截面应力合力的距离,取0/2y h x =-;b 为压型钢板的波距;A s 为压型钢板波距内的截面面积;f 为压型钢板的抗拉强度设计值;f cm 为混凝土弯曲抗压强度设计值;h c 为压型钢板上翼缘以上浇筑混凝土厚度。
b )当sc cm A f bh f >时塑性中和轴在压型钢板内,组合板横截面抗弯强度按下列公式进行计算:12c cm sc M bh f y A fy =+ (2.3.7) 0.5(/)sc s cm c A A f bh f =- (2.3.8)其中A sc 为塑性中和轴以上压型钢板面积;y1、y2为压型钢板受拉区截面拉应力的合力分别至受压区混凝土板截面和压型钢板压应力合力的距离。
图2.3.1 组合板正截面抗弯能力计算图2)叠合面抗剪承载力通过对国内压型钢板加工的组合板叠合面抗剪能力进行试验研究,并对试验结果进行一次回归正交方差分析,得出组合板叠合面抗剪强度公式如下:01203u s V a a a a w h a t =-++ 且u V V ≤ (2.3.9)式中V u 为组合板的抗剪能力;V 为组合板叠合面的纵向剪力设计值;a 0-a 3为剪力粘结系数由试验确定或者参考下列数值:012378.1420.0980.003638.625a a a a ====a 为组合板剪跨,/a M V =,均布简支板取/4a L =(L 为板的计算跨度);M 为与剪力设计值相对应的弯矩设计值;W z 组合板平均槽宽;h 0组合板的有效宽度;t 压型钢板厚度。
3)斜截面抗剪承载力组合板的斜截面受剪承载力应按下式计算:007.0bh f V c v ≤ (2.3.10)V v -组合板斜截面上的最大剪力设计值; f c -混凝土轴心抗压强度设计值; b -计算宽度。
4)抗冲切计算图2.3.2 组合板中的抗冲切面积组合板在集中荷载作用下的抗冲切强度按下式计算:c m t l h u f F 6.0= (2.3.11)u m -临界周边长度,见图2.3.2; f t -混凝土轴心抗拉强度设计值; h c -混凝土板最小厚度;h 0-组合板有效高度,即压型钢板截面重心轴至混凝土受压区最外边缘的距离。
5)变形验算组合板的变形按弹性理论进行,按短期荷载作用时,可将混凝土面积除以钢材与混凝土弹性模量比n 换算为钢面积;按长期荷载作用时,将截面中的混凝土的弹性模量除以2n 换算成钢截面。
组合板全截面发挥作用时的短期荷载作用下等效截面惯性矩I2'02'')(])([1n s s c n c c x h A I h x A I nI -++-+= (2.3.12)sc s c c nnA A h nA h A x ++='' (2.3.13) 'n x -全截面有效时组合板中和轴至受压区边缘的距离;A s -压型钢板截面面积; A c -混凝土截面面积;h 0-组合板有效高度(组合板受压边缘至压型钢板截面重心的距离);'0h -组合板受压边缘至混凝土重心距离;I s -压型钢板对其中和轴惯性矩; I c -混凝土对其中和轴惯性矩。
把上式中的n 用2n 来替代,即可得到在长期荷载作用下组合截面的等效惯性矩。
组合板的挠度,应按荷载的短期效应组合,并考虑永久荷载的长期作用的影响。
对于承受均布荷载的简支组合板,其挠度可以按照下列公式进行计算:[]440055384384eql gl E I E I ∆=+≤∆ (2.3.14) ''2'20001()()c c h c s s eI I A x h I A h x a ⎡⎤=+-++-⎣⎦ (2.3.15) 0''2'2001()()2c c c h c s s eI I A x h I A h x a ⎡⎤=+-++-⎣⎦ (2.3.16) 其中q 为均布可变荷载;g 为均布永久荷载;I 0换算成钢截面的组合截面惯性矩;0c I 考虑永久荷载长期作用影响的组合截面惯性矩;'0x 为全截面有效时组合板中和轴至受压区边缘的距离 ''0c c E s nc E sA h a A h x A a A +=+;A s 为压型钢板截面面积;A c 为混凝土截面面积;h 0为组合板有效高度;'c h 为组合板受压边缘至混凝土重心距离;I s 为压型钢板对其中和轴惯性矩。
6)自振频率控制振动感觉与环境条件有关,组合板理想的自振频率在20Hz 以上,如果自振频率在12Hz 以下,则产生振动的可能性较大。
因此对组合板或钢筋混凝土板的自振频率控制在15Hz 以上。
自振频率和板的刚度及端部支撑条件有关。
自振频率v 的计算:⎪⎩⎪⎨⎧==δK T Hz T v 1 (2.3.17) T -自振周期;K -由支撑条件确定的系数;两端简支,K =0.178;一端简支一端固定,K =0.177;两端固定,K =0.175;δ-仅为自重与恒载所产生的挠度。
§2.4 构造要求1. 压型钢板组合板中采用的压型钢板净厚度不小于0.75mm ,最好控制在1.0mm 以上。
为便于浇筑混凝土,要求压型钢板平均槽宽不小于50mm ,当在槽内设置圆柱头焊钉时,压型钢板总高度(包括压痕在内)不应超过80mm 。
组合楼板中压型钢板外表面应有保护层以防御施工和使用过程中大气的侵蚀。
图2.4.1组合板构造2. 配筋要求以下情况组合板内应配置钢筋:1)连续板或悬臂板的负弯矩区应配置纵向受力钢筋;2)在较大集中荷载区段和开洞周围应配置附加钢筋;3)当防火等级较高时,可配置附加纵向受力钢筋;4)为提高组合板的组合作用,光面开口压型钢板,应在剪跨区(均布荷载在板两端L/4范围内)布置直径为6mm间距150至300mm的横向钢筋,纵肋翼缘板上焊缝长度不小于50mm。