第三章 压型钢板=混凝土组合板(2)

1、组合板抗剪及抗滑移等计算组合板抗剪及抗滑移等计算 组合板刚度及变形等计算组合板刚度及变形等计算 组合板构造要求组合板构造要求 5.斜截面承载力计算斜截面承载力计算 忽略压型钢板作用忽略压型钢板作用 均布荷载均布荷载 0 70bhf.V t 集中荷载集中荷载 0 440hbf.V eft bc h0 beq bef 6.纵向剪切粘结计算纵向剪切粘结计算 大多数组合板均可能发生纵向水平剪切粘结破大多数组合板均可能发生纵向水平剪切粘结破 坏，其承载力低于正截面和斜截面承载力。坏，其承载力低于正截面和斜截面承载力。 试验表明，试验表明，纵向剪切粘结承载力纵向剪切粘结承载力与压型板外形与压型板外形 尺寸

2、、表面情况、剪切连接件种类和混凝土强度等尺寸、表面情况、剪切连接件种类和混凝土强度等 级等因素有关。级等因素有关。 纵向剪切粘结承载力一般由主要影响因素构建，纵向剪切粘结承载力一般由主要影响因素构建， 由试验方式确定其系数，由试验方式确定其系数，得出经验公式，由此也造得出经验公式，由此也造 成成国内国外的计算公式有较大差别。国内国外的计算公式有较大差别。 u VV 我国学者通过对大量国产压型钢板组合板进行我国学者通过对大量国产压型钢板组合板进行 水平剪切粘结承载力的试验研究，并经一次回归正水平剪切粘结承载力的试验研究，并经一次回归正 交方差分析，得到的计算公式为：交方差分析，得到的计算公式为：

3、 lhWaVV cu30210 - 3210 及及、 剪切粘结系数，由试验确定，剪切粘结系数，由试验确定， 若无试验资料，可分别取：若无试验资料，可分别取： 6.纵向剪切粘结计算纵向剪切粘结计算 式中式中 ，098. 0142.87 10 ;625.380036. 0 32 ， c W 组合板平均槽宽（组合板平均槽宽（mm） a组合板剪跨（组合板剪跨（mm）,集中荷载集中荷载 ,VMa 均布荷载取均布荷载取a=l/4（l为组合板跨度）；为组合板跨度）； h0组合板截面有效高度。组合板截面有效高度。 当采用国外的压型钢板时，可采用美国当采用国外的压型钢板时，可采用美国土木土木 工程师协会工程师协

4、会 ASCEASCE（The American Society of The American Society of Civil EngineersCivil Engineers）建议的组合板纵向剪切粘结承）建议的组合板纵向剪切粘结承 载力计算公式：载力计算公式： cu fk a hm s bh V 00 参数说明详参数说明详P29 6.纵向剪切粘结计算纵向剪切粘结计算 k fa h m fbh sV cc u 0 0 某组合板某组合板由试验得到由试验得到m-k系数系数 第第2组组3块板块板 实验散点实验散点 第第1组组3块板块板 实验散点实验散点 k fa h m fbh sV cc u 0

5、 0 7.冲切承载力计算冲切承载力计算 组合板冲切破坏计算模式组合板冲切破坏计算模式 45 ccrtl huf.F60 当作用于板面的荷载较大，且作用面积较小时，当作用于板面的荷载较大，且作用面积较小时， 应考虑验算。应考虑验算。 8.连续板负弯矩区正截面承载力计算连续板负弯矩区正截面承载力计算 10001000 w b 单位板宽的组合板化为单位板宽的组合板化为T T形截面形截面 连续板连续板 在负弯区，压型钢板基本处于受压，因很薄，在负弯区，压型钢板基本处于受压，因很薄， 一般忽略其受压作用，在板面的混凝土内需配置受一般忽略其受压作用，在板面的混凝土内需配置受 拉钢筋。拉钢筋。 8.连续板负

6、弯矩区正截面承载力计算连续板负弯矩区正截面承载力计算 截面验算截面验算 中和轴在压型钢板腹板内中和轴在压型钢板腹板内 第一种情况第一种情况 截截面面参参数数。截截面面高高度度不不够够，应应修修改改 时时，当当 scccsscwsc ahhfahhbhfM 210002 11 由极限平衡条件有由极限平衡条件有 2 01 1 xhxbfM Afxbf rwcu ssywc 8.连续板负弯矩区正截面承载力计算连续板负弯矩区正截面承载力计算 第二种情况第二种情况 中和轴在翼缘内中和轴在翼缘内 由极限平衡条件有由极限平衡条件有 2221000 1000 0101 11 srswcsrscu ssyscs

7、wc hhhbfhxhhxfM Afhxfhbf 组合板的变形计算可采用弹性理论，对组合板的变形计算可采用弹性理论，对 于完全剪切连接的组合板，可按换算截面法于完全剪切连接的组合板，可按换算截面法 进行。即将钢和混凝土换算成同一种材料，进行。即将钢和混凝土换算成同一种材料， 求出相应的截面刚度求出相应的截面刚度，然后按开裂截面与未然后按开裂截面与未 开裂截面惯性矩的平均值计算。考虑混凝土开裂截面惯性矩的平均值计算。考虑混凝土 的徐变性质，变形验算一般分为荷载标准组的徐变性质，变形验算一般分为荷载标准组 合和准永久组合两种方式分别进行，其等效合和准永久组合两种方式分别进行，其等效 刚度分别为刚度

8、分别为“短期刚度短期刚度”和和“长期刚度长期刚度”。 一个波距换算为混凝土等效截面一个波距换算为混凝土等效截面 注意：注意： 教材讲原理教材讲原理 时将截面换时将截面换 算为混凝土算为混凝土 截面，例题截面，例题 又按钢截面又按钢截面 换算。换算。 pE A 未开裂截面惯性矩未开裂截面惯性矩 教材（教材（ 3-23 3-23 ）式和（）式和（3-243-24）式有误，应改为：）式有误，应改为： 12212 3 2 1 3 0 sc c c hwbh ybh bh I 2 10 2 1 2 yhAI h yhhwb pEsE s s pEsc pEscsc Ahwbbh hAh.hhwbbh.

9、y 0 2 1 5050 （3-23） （3-24） 开裂截面惯性矩开裂截面惯性矩 美国美国ASCE规范建议公式：规范建议公式： EEEcc cpEsE c c hy yhAI by I 2 2 0 2 3 开裂截面组合板重心轴开裂截面组合板重心轴 至截面受压区边缘距离至截面受压区边缘距离0 bh Ap 组合板截面等效惯性矩组合板截面等效惯性矩 美国美国ASCE规范与欧洲规范规范与欧洲规范EC4均采用开裂截面均采用开裂截面 和未开裂截面的算术平均值计算等效惯性矩（也可和未开裂截面的算术平均值计算等效惯性矩（也可 按几何平均值计算），美国认证协会按几何平均值计算），美国认证协会ACI（Ameri

10、- can Certification Institute ）规范还提出了按弯矩值）规范还提出了按弯矩值 考虑的等效惯性矩计算方法。考虑的等效惯性矩计算方法。 2 0c eq II I 算术平均值算术平均值 几何平均值几何平均值 c c eq II II I 0 0 2 按弯矩值考虑按弯矩值考虑 的等效惯性矩的等效惯性矩 cr crcr eq I M M I M M I 3 0 3 1 10 51yIf.M tcr 组合板等效刚度组合板等效刚度 短期刚度短期刚度 长期刚度长期刚度 eqcs IEB eqcl IE.B50 使用阶段变形计算使用阶段变形计算 360 4 l B lq f s k

11、s 36050 4 l B. lq f s l l 荷载效应标准组合荷载效应标准组合 荷载效应准永久组合荷载效应准永久组合 例题例题3-1-33-1-3 某工程楼板采用压型钢板某工程楼板采用压型钢板-混凝土组合板，楼面压型钢板最混凝土组合板，楼面压型钢板最 大计算跨度为大计算跨度为l3.0m。压型钢板型号采用。压型钢板型号采用3WDEK-305-915，压，压 型钢板厚度为型钢板厚度为1.20mm，波高，波高76mm，波距为，波距为305mm，压型钢板，压型钢板 钢材设计强度钢材设计强度f=500MPa、截面面积为、截面面积为16.89102mm2/m，截面，截面 惯性矩为惯性矩为1.7211

12、06mm4/m，截面抵抗矩为，截面抵抗矩为41.94103mm3/m， 压型钢板以上混凝土厚度压型钢板以上混凝土厚度hc=74mm，楼板总厚度，楼板总厚度h=150mm，水，水 泥砂浆面层厚度泥砂浆面层厚度hf=30mm。混凝土强度等级。混凝土强度等级C30(fc=14.3N/mm2， Ec3.0104N/mm2)。使用阶段的活荷载分别为。使用阶段的活荷载分别为2.0kN/m2。试验。试验 算组合板使用阶段的挠度。算组合板使用阶段的挠度。 压型钢板截面形状和尺寸压型钢板截面形状和尺寸 解：解：教材教材P39惯性矩计算方式与正文公式不一致，现惯性矩计算方式与正文公式不一致，现 按正文公式计算。按

13、正文公式计算。 mmb305 mm.wb5152 2 121184 305 mmh,mmh mmh,mmh sc 112150 7674 0 pEsc pEscsc Ahwbbh hAh.hhwbbh. y 0 2 1 5050 mm. . . 167 151587651527674305 11215158767650747651527430550 2 22 15153050108916mm.Ap 87610310062 45 . E 46 2 5 2 3 2 3 1043701671121515876 102495876 2 76 167150765152 12 765152305 2 74

14、 16774305 12 74305 mm. . . . 12212 3 2 1 3 0 sc c c hwbh ybh bh I 2 10 2 1 2 yhAI h yhhwb pEsE s s 计算未开裂惯性矩计算未开裂惯性矩 0150 112305 1515 0 . . bh Ap 计算开裂惯性矩计算开裂惯性矩 mm. . 8226 015087601508760150876274 2 2 0 3 cpEsE c c yhAI by I EEEcc hy 2 2 46 2 5 3 102431 82261121515876102495876 3 8226305 mm. . . 等效惯性矩

15、等效惯性矩 4660 10845010 2 24314370 2 mm. .II I c eq 短期刚度短期刚度 21064 1052152108450103mmN.IEB eqcs 挠度验算挠度验算 338 360 3000 360 171 1052152384 30006100815 10 44 . l mm. . . B lq f s k s 338 360 921 102676384 3000610500815 50 10 44 . l mm. . . B. lq f s l l 满足要求。满足要求。 “长期刚度长期刚度” 21010 10267610521525050mmN.B.B s 作业作业 P44习题习题 验算组合板使用阶段验算组合板使用阶段 挠度是否满足要求。挠度是否满足要求。 压型钢板组合板正压型钢板组合板正 截面承载力还有截面承载力还有20%的的 潜力可挖，挖掘的可行潜力可挖，挖掘的可行 性如何？性如何？ 对组合板的负弯矩区段，可近似忽略压型钢板对组合板的负弯矩区段，可近似忽略压型钢板 的作用，按混凝土结构设计规范的公式计算最大裂的作用，按混凝土结构设计规范的公式计算最大裂 缝宽度。缝宽度。 sr k sk tesk tk lin te eq s sk max A