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        壓型鋼板的板型對(duì)組合樓板抗彎承載力的影響

        2016-11-10 03:59:38李婷戴素娟馬樂陽彭偉王安學(xué)徐春杰
        安徽建筑 2016年4期
        關(guān)鍵詞:板型鋼量壓型

        李婷,戴素娟,馬樂陽,彭偉,王安學(xué),徐春杰

        (1.山東省土木工程防災(zāi)減災(zāi)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東 青島 266590;2.上海中建建筑設(shè)計(jì)院有限公司,上?!?00122)

        壓型鋼板的板型對(duì)組合樓板抗彎承載力的影響

        李婷1,戴素娟1,馬樂陽2,彭偉1,王安學(xué)1,徐春杰1

        (1.山東省土木工程防災(zāi)減災(zāi)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東青島266590;2.上海中建建筑設(shè)計(jì)院有限公司,上海200122)

        在壓型鋼板-混凝土組合樓板的設(shè)計(jì)中,壓型鋼板的板型對(duì)組合樓板的承載能力具有重要的影響。文章結(jié)合實(shí)例,首先討論了用鋼量一定時(shí),不同波形單波距壓型鋼板的抗彎承載力,得出開口型壓型鋼板的組合樓板承載力最高;然后探討了用鋼量相同時(shí),不同波形壓型鋼板組成的單位寬度板的抗彎承載力,得出縮口性壓型鋼板的組合樓板承載力最高,為組合樓板設(shè)計(jì)中壓型鋼板的選用提供一定的參考。

        壓型鋼板;組合樓板;不同板型;抗彎承載力

        0 前言

        壓型鋼板—混凝土組合樓板已經(jīng)被越來越多的應(yīng)用到民用建筑、高層建筑、大跨建筑中,由于組合樓板能夠最大限度的利用鋼材受拉和混凝土受壓的優(yōu)點(diǎn),具有承載力高、剛度大、抗震性好、施工快捷等諸多優(yōu)點(diǎn),是有廣闊發(fā)展前景的一種樓板結(jié)構(gòu)形式。

        現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑用壓型鋼板》(GB/T12755-2008)[1]中規(guī)定了一些標(biāo)準(zhǔn)的壓型鋼板的型號(hào),但是,很多標(biāo)準(zhǔn)板型并不能滿足實(shí)際的工程需要,市場(chǎng)上的所用壓型鋼板的板型往往是不同的廠家、不同的區(qū)域所選用的壓型鋼板的板型都有所不同,其中應(yīng)用最多的是開口型壓型鋼板,縮口型、直角型等板型應(yīng)用較少。壓型鋼板的板型不同,承載能力也有一定差別,本文對(duì)直角型、開口型、縮口型三種板型的壓型鋼板的抗彎承載能力進(jìn)行了探討。

        1 研究對(duì)象

        1.1壓型鋼板的板型

        壓型鋼板的形式主要有直角型壓型鋼板、開口型壓型鋼板、縮口型壓型鋼板(見圖1);其中開口型壓型鋼板品種多,使用較廣泛。本文擬分析在用鋼量一定時(shí),單波距壓型鋼板的抗彎承載力隨著(壓型鋼板腹板與翼緣水平面之間的夾角)的變化規(guī)律,然后討論了在用鋼量一定時(shí),不同波形壓型鋼板組成的單元寬度板的抗彎承載能力。

        圖1.1 壓型鋼板的板型

        1.2組合樓板的抗彎承載力計(jì)算原則

        根據(jù)《組合樓板設(shè)計(jì)》[2],組合樓板抗彎承載力的計(jì)算原則有:

        ①對(duì)組合樓板進(jìn)行抗彎承載力計(jì)算時(shí),采用塑性方法進(jìn)行計(jì)算,符合下列幾條基本假定:a.組合樓板的混凝土、壓型鋼板均已經(jīng)達(dá)到各自的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;b.組合板中混凝土抗拉強(qiáng)度很低,計(jì)算中忽略混凝土抗拉承載力;c.由于壓型鋼板無混凝土保護(hù)層等原因,所以對(duì)f、乘以0.8的折減系數(shù)。

        ②組合樓板的抗彎承載力計(jì)算是建立在組合板發(fā)生適筋破壞的基礎(chǔ)上。

        2 實(shí)例分析

        青島某一鋼結(jié)構(gòu)建筑,其樓板擬采用壓型鋼板—混凝土組合樓板,混凝土選用C30,厚度為50mm,壓型鋼板采用Q235B F,厚度為1mm,現(xiàn)討論用鋼量一定時(shí),以α為變量(本文α分別取60°、75°、90°、105°、120°、135°六個(gè)角度),單波距壓型鋼板的組合樓板的抗彎承載力M,從而選擇最優(yōu)方案。

        2.1不同單波距形式板的抗彎承載力分析

        圖2 組合樓板抗彎承載力計(jì)算簡(jiǎn)圖

        組合樓板的抗彎承載力用下面的公式[3]求得:

        其中:混凝土使用C30,故fc=14.3N/mm2;壓型鋼板采用Q235BF,故f=215N/mm2。

        α1——受壓區(qū)混凝土矩形應(yīng)力圖的應(yīng)力值與混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的比值,按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010-2002)[3]規(guī)定,對(duì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C50以下的α1=1.0

        B——壓型鋼板的單元寬度(壓型鋼板波峰中心點(diǎn)之間的距離)

        Ap——壓型鋼板在單元寬度B范圍內(nèi)的截面面積

        y1——壓型鋼板的中和軸距離下翼緣的距離

        yp——壓型鋼板在單元寬度B內(nèi)的截面面積,值為

        h0——組合板的有效高度

        計(jì)算結(jié)果列于表1中。

        以圖1表示組合樓板的抗彎承載力隨著壓型鋼板α值的變化規(guī)律。

        單波距壓型鋼板用鋼量一定的條件下組合樓板的抗彎承載力比較 表1

        圖1 α-M關(guān)系圖

        分析可知:?jiǎn)尾ň嗟膲盒弯摪逶谟娩摿恳欢ǖ那疤嵯?,開口型壓型鋼板的組合樓板抗彎承載力最高,其次是直角形,最小的是縮口性壓型鋼板。

        2.2不同板型單位板寬的抗彎承載力分析

        取1m寬的板計(jì)算,組合樓板分別采用直角型、開口形、縮口形三種板型的壓型鋼板,分析單元板寬內(nèi)壓型鋼板的用量相同時(shí),各板型的抗彎承載力。計(jì)算簡(jiǎn)圖見圖2。

        圖2 不同板型的組合樓板

        以上3種板型的計(jì)算結(jié)果見表2。

        三種方案的比較 表2

        分析比較可得:在壓型鋼板的截面面積相近,即用鋼量相近的情況下,縮口型壓型鋼板的彎矩設(shè)計(jì)值最大,開口型壓型鋼板次之,直角型壓型鋼板的彎矩設(shè)計(jì)值最小。

        3 結(jié)語

        單波距壓型鋼板的用鋼量一定時(shí),開口型壓型鋼板的組合樓板抗彎承載力最高。

        單位板寬內(nèi)壓型鋼板的用鋼量一定時(shí),縮口性壓型鋼板的抗彎承載力最高。建議在設(shè)計(jì)大跨度壓型鋼板-混凝土組合樓板,彎矩作用對(duì)組合樓板起主導(dǎo)作用時(shí),選用縮口型壓型鋼板。但是縮口型壓型鋼板還存在、混凝土澆筑時(shí)易出現(xiàn)空隙、混凝土用量相比其他板型較多等問題,有待進(jìn)一步研究改進(jìn)。所以,在進(jìn)行壓型鋼板的板型的選擇時(shí),要綜合考慮承載能力、施工條件等多種因素。

        [1]GB/T12755-2008,建筑用壓型鋼板[S].

        [2]GB50010-2002,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

        [3]王靜峰,種迅,陳安英.組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2011.

        [4]過鎮(zhèn)海,時(shí)旭東.鋼筋混凝土原理和分析[M].北京:清華大學(xué)出版社,2003.

        TU311.4

        A

        1007-7359(2016)04-0109-02

        10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.04.043

        李婷(1992-),女,山東日照人,山東科技大學(xué)在讀碩士,研究方向:鋼結(jié)構(gòu)工程。

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