压型钢板与混凝土组合板

第三章压型钢板与混凝土组合板《组合结构理论》姓名王鹏专业结构工程学号1压型钢板与混凝土组合板目录3.1概述43.2压型钢板-混凝土组合板的类型93.3压型钢板的形式及截面特征113.4组合板的破坏模式133.5组合板的设计和计算163.6组合板的计算原则和方法2223.7组合楼板的振动控制263.8构造要求273.9组合板的有限元分析313.10组合板研究的热点和难点问题4333.1概述1.基本概念：压型钢板与混凝土组合板是20世纪60年代前后兴起的一种新型组合结构。压型钢板混凝土组合楼板：利用凹凸相间的压型薄钢板做衬板与现浇混凝土浇筑在一起支承在钢梁上构成整体型楼板，主要由楼面层、组合板和钢梁三部分组成。适用于大空间建筑和高层建筑，在国际上已普遍采用。

第三讲压型钢板与混凝土组合板

452.分类（压型钢板按其在组合板中的作用可分为三类）：

①以压型钢板作为板的主要承重构件，混凝土只是作为板的面层以形成平整的表面及起到分布荷载的作用。按钢结构规范进行施工阶段和使用阶段计算。②压型钢板仅作为浇筑混凝土的永久性模板，并作为施工时的操作平台。考虑施工阶段荷载，按钢结构计算。使用阶段仅考虑混凝土，按按混凝土规范计算混凝土板。以上两类均属于非组合板。③考虑组合作用的压型钢板混凝土组合板。施工阶段压型钢板作为模板及浇注混凝土的作业平台。使用阶段，压型钢板相当于钢筋混凝土板中的受拉6钢筋，在全部静载及活载作用下，考虑二者的作用。本章主要讲第三类，即组合楼板。3.组合楼板优点1)压型钢板作为浇灌混凝土的模板，节省了大量木模板及其支撑。2)压型钢板工厂生产、运输、堆放方便，节省大量支模工作，并且改善了施工条件。3)在使用阶段，由于组合作用，可代替受拉钢筋。减少了钢筋的制作与安装工作。7

4)刚度大，自重轻。5)便于敷设通信、电力、采暖等管线。6)便于立体作业，加快施工进度，缩短工期。7)可直接做顶棚。8)减小了发生火灾的可能性。83.歪2压储型钢妻板-拨混凝酬土组醉合楼忌板的水类型槐有：1、在压咬型钢穿板上积设置触压痕雀，以息增加申叠合蚂面上遵的机林械粘戒结，赤如图（a努)2、改变晓压型眼钢板兰截面绒形式诸，以恰增加旬叠合彼面上廉的摩兰擦粘偷结，秧如图（b贿)3、在压兄型钢搭板上赢翼缘废焊接崭横向壁钢筋镜，如仁图（c谋)4、在压备型钢哗板端躬部设纹置栓天钉连持接件充，以属增加兆柱和催板端种部锚椅固，锋如图（d即)9103.伏3压型政钢板死的形摆式及幸截面竞特征3.升3.寄1判压大型钢垦板的佛形式笋：(1孝)闭治口形柜槽口荡的压极型钢奥板(像图3堵.1王a)(2饱)轧缩慧齿槽株或开见小孔岔的压殖型钢成板扒(图破3.走1b稍)(3耻)加咐焊钢泳筋的修压型廊钢板毒(图凤3.币1c知)图3支.1113.息3.中2压型掏钢板德的截乖面特恳征1.受压廉翼缘利的有戒效计牺算宽鞭度在与捞腹板块交接件处应躺力最券大，真距腹会板愈躬远，题应力庙愈小稼，呈术曲线边递减面。实泪用上拿常把溉翼缘锣的应孙力分能布简悠化成辜在有奥效宽永度上白的均秧布分薄布。橡可近消似取召，赶t为横压型来钢板周板厚疲。2对压时型钢摸板的鞠要求压型萌钢板学的厚放度一趋般不帝应小手于0至.7暮5m趋m。为便坐于浇喝灌混迎凝土怨，要导求压意型钢止板的险平均屯槽宽绒不小能于5摸0m抖m。兰当在精槽内扮设置气带头劝栓钉窗时，狡压型说钢板赤的总关高，辨包括伍刻痕踪蝶在内急不应根大于涨80炊mm隙.123.参4.组合戏板的跪破坏移模式（见图续3.乡丰4）1.弯曲伶破坏（沿问1-意1）当组都合板呈中含霜钢量悬适当胜时，吐破坏思是从施受拉需区压浇型钢揪板及系受拉姥钢筋驴开始漫，及侄受拉偷钢板鱼及钢腥筋首聚先屈套服，事板的瓦变形纹裂缝赖迅速杰发展迈，受灯压区赠不断归减小炎，最鞭后由杜于混枯凝土肌被压马碎而镰告破猛坏。燃通常寒应以门含钢扯率或x值控湾制。2.纵向无水平愉剪切面粘结去破坏（沿攻2-灯2）13主要戚由于茶混凝批土与涉压型崖钢板淘的界妈面抗拜剪切民滑移戒强度取不够通，使六两界迅面成酱为组晕合板锯薄弱能环节次。破坏珍特征：首劈燕先在白靠近均支座物附近肢的集勤中荷切载处慢混凝慢土出纷现斜赴裂缝职，混旨凝土派与压剑型钢臂板开哈始发愈生垂困直分揉离，斩随即长压型即钢板查与混站凝土再丧失掩抗剪缴切粘煮结能鬼力，疼产生俯较大纤的纵载向滑圆移。3.闷斜乞截面心的剪忆切破彻坏（沿撇3-什3）这种辛破坏裙一般制发生景在当骆组合校板的拴高跨听比很托大、警荷载滩比较袖大、誉尤其疾是在筛集中驼荷载每作用北时，怨发生架支座殊最大男剪力烧处沿躲斜截谅面剪温切破笨坏。14图3牌.4望组慈合板拆破坏枯模式153.渣5组毙合楼叹板设可计计柳算：1、固正截改面承座载力沈计算当塑纠性中顽和轴士在压快型钢长板上皇翼缘钟以上因的混稳凝土漏内，即爷时：16式中约：—组昂合板返受压狡区高随度，恢当兽时坛，取岂；—组渣合板徐的有室效高翠度，乎即从翼压型叫钢板指重心刺至混拾凝土稠受压边缘不的距目离；—压股型钢叫板截选面应坝力合临力至痰混凝荐土受教压区外截面偏应力舱合力的距隐离；—压魄型钢昂板肋架间距乏；—单娱位宽恼度内承压型份钢板赌的截肃面面酬积；—混询凝土钉的抗扭压强狐度设掌计值皮。当塑含性中浓和轴怀在压洪型钢引板内御，即鸦时：17由由式中辟：—塑性论中和巩轴以搏上的农压型烤钢板朵面积枝；18—压始型钢估板受拼拉区问截面栽拉应绵力合廉力至章受压弟区混僵凝土砖板截球面压应力蔽合力根的距嫂离；—压冻型钢醒板受救拉区饼截面洗拉应直力合换力至乔压型传钢板蔬截面六压应扶力合损力践的距曾离；2、斜截栗面承耕载力勇计算组合滴板斜爷截面柳抗剪睁承载洒力应萌满足医下式碧要求掀：式中咏：—组伙合板走一个旺波距消内斜睡截面唇最大置剪应至力设悉计值乳；—混输凝土想的抗反拉强译度设暴计值盐。193、腾纵向桂抗剪依承载等力计塌算式中贿：—组鸽合板贸的简丹跨（杏mm犹)，隶一般号可取Lv=M积/N哗，对均览布荷岂载下的板醉可取扣为板垮垮的坑1/跃4；—组涨合板鞋的平笋均肋犬宽；—压斥型钢散板的召厚度艘（m殊m)象；—组赚合板洲的抗稠剪承弓载力菜（k寻N/杂m)泪；—组哲合板宰的纵疯向剪苏力设已计（讯kN姑/m安)；—剪饮力粘蝇结系粮数，止由实却验确衣定，锁可参束考下什列数刑值：20、、、组合蜓板在衔达到僚抗弯农承载阻力极亲限状牙态时繁，纵费向剪纪力设乔计值符为：4、兆受冲纪切承绿载力拳计算组合赤板在演集中潜荷载视作用矮下的竖冲切渠力为V1，应后满足毛下式惑要求兰：式中霸：—临森界周姻界长遮度，避如下怨图。—压粘型钢助板顶身面以澡上的蔬混凝柄土计菠算厚皇度。213.夺6组合岛板的糟计算燃方法推和原稍则1．债施工宗阶段压型蓬钢板腔作为织浇筑萝混凝只土的间模板毯，采五用弹性钓方法计算笋。强拒边（款顺肋票）方拔向的店正、举负弯魄矩和纯挠度卷应按疾单向云板计吸算，等弱边趣（垂付直肋相）方盏向不甚计算辟。施工充活荷殿载一浊般按等效碑均布父荷载，根卸据施逆工实自际情采况确落定，且但应溉不小穴于1藏.5困kN教/m哭2。考虑敲到未膊和混浩凝土淋“组岂合”摧前，谣压型董钢板罩刚度惧较小汉，变慌形较嫩大，桑因此毅混凝躁土体旦积可渗能超巷过图仆纸所鸽标的燃标准替体积拔，因变此将混凝槽土自行重乘构以1些.1油的系裹数222．版使用寄阶段（1类）实葡用设勤计法当压傻型钢呢板顶业面以旧上的俘混凝荣土厚轧度为逝50兴mm席至1纠00慨mm催时，烈组合杯板强边（顺茫肋）驰方向恳的正弯范矩和姥挠度，按忽承受喷全部猪荷载然的简支裹单向筋板计算度，强边方向负弯伴矩按蜘固端娱板取宣值，不昆考虑卵弱边爬（垂判直肋冷）方只向的提正、慎负弯四矩。23（2北）双谈向组庄合板①周边胆支承激条件当双好向组臣合板退的跨娃度大霸致相骨等，晃且相究邻跨白是连购续时饭，板肯的周士边可视钉为固棒定边。当龟组合齐板相衬邻跨倾度相跃差较锤大，箩或压弄型钢揭板以努上的望混凝贡土板厨不连夕续时届，应盆将板逃的周急边视为略简支炭边。②各向咱异性腿双向杠板对于眨各向锯异性策双向置板的竟弯矩去，可贼将板伶形状贿按有胀效边资长比躺加以修正后视印作各翻向同无性板破的弯株矩。蓬强边歇方向留的弯徒矩，对取等冠于弱帆边方避向跨售度乘私以系础数后个所得马各向马同性逃板在篮短边染方向佩的弯奋矩；贼弱边梳方向夹的弯扁矩，舒取等旦于强笑边方独向跨指度乘碰以系月数后称所得投各向宫同性足板在预长边宗方向融的弯武矩。24③四边盆支承吩双向暑板强边昏（顺山肋）窜方向胡按组叹合板姜设计丑，弱梯边（变垂直换肋）俊方向胜，仅毁取压翁型钢胆板上灵翼缘岁以上典的混序凝土欠板进司行设伐计。（3槐）连劲续组材合板对于吵连续唇组合搞板，佛当采铸用弹性肌方法进行炕内力僚分析址时，脚若允点许支举座混住凝土鸣开裂踩，则是可按奶考虑刷塑性内力阔重分博布的计占算方允法，诉中间剂支座疯处的类负弯许矩可仪适当拜地进级行调裂幅。觉支座混负弯只矩降丸低之胆后，娘跨中钓正弯怖矩亦窝相应宝地增草加，及即应劣满足胸静力过平衡雪条件习。253.程7挠组介合板之的振旗动控雄制组合用板的诱自振是频率眯不能图过小码，否拨则容顷易受剩外力丽干扰撒而发桂生较公大振炉动，陈影响晓结构谢的安涉全性祸和正汪常使做用。板的渡自振解周期维应满拜足：可按棵下列片近似烂方法跳计算腐自振与频率灭：(3键.5描0)(3厉.5劝1)—由轻永久尝荷载镰产生坦的挠新度（mm）。263.夫8象构造透要求1.压型厦钢板赠的板厚不小视于0.荣75不mm，一脱般为0.肝75丛～2予.5扁mm。2.组合另板的全高不小刑于90肿mm,压锁型钢自板顶轿面至迁组合雕板顶现面的瓶高度去不小叨于50撒mm轻.3.简支凤组合插板的跨高银比不大即于25,连续帖组合建板的跨装高比师不大泊于35。4.连续吩板及啊悬臂凶板的负弯居矩区应按荡计算籍配置般负钢怕筋,享总量观不小桥于0.抗00锡2bh0.275.在集衣中荷话载或损线性弊荷载注作用窄下的情组合猛板，乖应在有效败宽度be掩f的范狱围内配功置分饰布筋衔，其没总面叫积不宗少于亏组合撕板截阵面的0.声2%。当宅板上耽开洞尸较大板时，译应在送洞口末周围票附加棋钢筋棕。附言加钢庸筋不辉少于交被削涌弱部斯分的农面积诵。6.为了菊防止颗混凝柔土收恰缩及桥温度惰影响由,也霜为了倚分布哑荷载背,混凝惯土内找应配删分布佩钢筋滚网,其设杠置满挎足混么凝土耀结构腔设计迹规范溜的要虾求.7.沿墙逢的四滔周及踢角部,板痒伸入肚墙内属,可碎按混夸凝土昂规范延配置廊板顶登面的喜附加残钢筋胳.28图民组合榨板的合支承犹要求29图输组合水板与炼支座蠢连接泡栓钉图陆压躺型钢纪板端念部的镰横向政钢筋303.棕9棚组合袍板的涝有限济元分绑析一.且有限日元概肢述1.由于焰压型抬钢板熄一混身凝土纤组合鲁楼板放是由两种厉不同盛性质召的材填料—混样凝土呆和钢筋板组合而成超的,授因此锹它的季性能岂明显珍地依板赖于您这两星种材甚料的爷性能趟,特犹别是傲在非缺线性诱阶段灵。2.混凝辰土和摄钢板纹本身哲的各李种非扫线性短性能幻玉,都秃不同跑程度何地在圆这种伸组合咽结构乞中反杆映出两来。3.在用付传统乏的解析削方法分析爱钢一药混凝冰土组任合结蓄构的吗非线诉性问致题时只能留解决标一些友非常不简单蜜的构脊件或砍结构的计悼算,筝对于烤大量秀的组挂合结储构的嘉分析唱问题童,只扩能用数值遮分析匠方法解决桨。有限算元法作为抗一个俩强有混力的蝇数值眠分析烘工具组,在榜对结夺构的土非线师性分待析中掠发挥省了越探来越敲大的原作用罪。314.用有限男元法对钢廉一混厌凝土不组合粗结构战进行泊分析拨时,奔可以贷在计菌算模柱型中分别责反映混凝乖上和恨钢筋威材料纪的非线艰性特菠性;可瞎以用绍特殊牺的单元抬模拟两者郑之间忘的组搂合作臭用;可屈以在郊一定省程度档上模拟节点都的构沿造和穷边界小条件;可杏以提个供大洲量的结构凝反应信息酬,如漏应力诞,变形苹的全宰过程,结宴构开效裂以吩后的穗各种全状态距;借助先进筑的计算议机图崭形显咽示技术次,还狗可以直观地看主到结朵构受猾荷后去从弹勒性变仗形到谊开裂誉、破北坏的全过牵程,为进予行合弹理的岩设计提供饭形象规的依敏据.32有限截元法柏是一堤种离员散化卷的数蚕值方英法。离散劈燕后的洲单元运与单朱元间澡通过婆节点短相联描系,愚所有敢力和造位移谢都通呀过节影点进镇行计朝算。对每衣个单宋元,搅选取困适当跨的插毙值函粱数,使谁得该市函数满在子宏域内井部、营子域番分界裙面上邀(内制部边葛界)仙以及理子域印与外弦界分客界面变(外做部边荷界)含上都满足塌一定无的条藏件。然坟后把雀所有单元冻的方沫程组册合起塑来,就酷得到触了整与个结丹构的沈方程阅。求宜解该租方程疯组,咬就可埋以得种到结升构的近似电解。6.有限拾元法目的一稼个突出愧优点就是安能够错有效呀地考炸虑结卷构的堆复杂葱性,眨如边迁界条宋件变腔化、钓构件巩刚度虹变化淹、材赖料属形性变墙化、益温度赏变化烤等,板它还珠可以考虑勤各种疲参数变化讨时产适生的荷影响艺,允摇许进凝行参件数分亏析计蚁算,使分箭析更烂符合捡实际形。337.有限堂元模跨拟分灵析实倚际上竿就是忘对实援际结挽构的合理诊简化然后乔进行数值词分析,其成雪功与占否主厕要取咏决于谈以下筒几方催面的畏工作油:（1敏）单元吹类型的选济取(2煮)线恋性材罗料的本构泥关系(3鱼)各豪种单幼元之老间的协调(4攀)载殖荷的占施加（5心）非哲线性支求解34二.段单元挎类型对压创型钢句板一侨混凝宝土组搁合楼炸板的凑建模衣,A疾NS允YS中提私供的多层仇壳单姜元,忽汇略压孙型钢乘板与蕉混凝肯土之民间的悔滑移笋.三.厨材料艘特性本构受关系同所基墨于的理论瞒模型主要柔有:且弹性额理论绝、非团线性删弹性扩理论脚、弹例塑性周理论陆、粘待弹性勇理论遣、粘形塑性陈理论打、断否裂力哈学理迁论、庆损伤隙力学甚理论若、内裳时理歇论等书。虑到页钢一滤混凝少土组年合结壁构的生特点鼻及计冈算分园析的励方便晴,在钢烤一混脆凝土妄组合猫结构界非线妻性有纺限元弟分析最中应抹用较拒多的昼是非线烟性弹投性理熟论和浓弹塑下性理冶论。35四.处压型呀钢板义材料易特性对于番压型潮钢板膏来说育,由巧于平衔板被旗压成奸凹凸狠肋,毒这样箭就使堂得板型的两拨个方士向的膜弹性智模量匪和泊汉松比董有很慈大的驻差异撇:顺肋姓方向脆具有明一定括的抗忽弯能丑力,袜而垂旁直于钉肋的突方向址上抗类弯能请力较厚差。因此康,压诱型钢率板的本构槐关系采用邪,鄙可以在三旬个方阿向定验义不斩同的处双折图线应计力一鼻应变慕关系鼓以及盘不同喇的拉伶伸、予压缩屯和剪靠切特谎性。五.柄有限日元模扯型的跟建立对压忽型钢迈板一助混凝你土组自合楼扒板的卷建模辟,可宋采用实体紧模型。在组合挎楼层访中,股组合良板通颜常可剩以按薯简支差板设锈计,为便淹于阐模述,劫下面晌就简修支组佳合板酒来介晋绍有雨限元拿模型杜的建仪立。定以完全蛾剪力萄连接退组合竞板为例男：36六.意完全虏剪力净连接碍组合畜板的鼻建模残—模容型1.晃压型雕钢板锣的等厕效压型愿钢板等价为正锁交各可向异巧性平碗板的等价错条件是:增在板丘边缘塞施加水平逮力时,死压型羽钢板竖产生仁的位摧移和辫变形肉与平报板产胆生的位移蕉与变拾形相失等,且德具有相同振的尺聚寸和鼓厚度励。37式中牵分别红为局惯部坐岩标系适：语轴员方向塘的等逃效弹晋性模炒量;银是释因y棚向的染应变圆而导捏致天向应音变的辽泊松某比,尊是拌。耐是浮与责垂直叔的y归向的旦泊松寺比;脱是近等效姨剪切秋模量湾,如怖图3裕.7窜所示锄。这亩5个停量中丘只有西4个办是独穿立的铸,它煮们之仆间存妙在着垄关系蛾式.根据熊基本齐材料亮的弹深性模栗量及形压型顾钢板株的断伙面几惰何参六数,踪蝶利用办等价迹条件级可以主得到坟：3839图3表.7栗等价膛各向接异性雁板的岩两个尖方向图3剃.8垄矩形知波压宫型钢吴板剪键切变仙形及滚几何酬尺寸式中嗽b的量值要充通过等效源原则来确社定,点即压型天钢板稍的惯丸性矩全与矩礼形板掏的惯途性矩相等碍的原耳则来确铺定,闭取计景算结仗果中伪的较大值凡。402.糖压型骂钢板当-混扫凝土剖组合贤截面壳体危单元色SH妈EL亦L9颠1非线核性多所层壳制单元太SH党EL粪L9追1是劫一个蹦8节汗点的珍壳单些元,傅每个押节点权有六锐个自忍由度蜜:沿撕节点谈坐标洁系的悬x,锤y,铜z方韵向平遮动,芦绕节追点坐匆标系掏的x洞,y嚼,z化方向刻转动昼。该椒单元铺用于屿分层蚊壳模轰型或尝者用桌来模福拟厚湿的夹介层结君构,肝最多字可定往义1清00凡个不绿同的北层,够并具亦有塑置性功修能。消该单厌元的诸几何唤形状露、节再点位鸡置以涉及局项部坐纵标系询如右超图所奇示。41423.棉10血组合锅板研举究的可热点扮和难投点问勉题目前就,国辩内外戏常用崖的压私型钢员板形绞式有寇许多更种,锐在与总混凝任土组蛋合时乡丰,混裁凝土帮板的稀厚度婶、强违度也订有很姨多选漫择。祥不同下形式羞的压弓型钢趟板一张混凝艺土组兼合楼陶板的挠承载梢力是贡不一吴样的辰,但在选厕用压敢型钢捎板形驰式时镰,往胡往以君加工仿方便拆为首蜘要因脊素,挑而忽略姨了对粘承载冬力的膊有利店影响。因馋此,分析部比较权各个搬因素座对组合灯板承恨载力的影木响,娃为工经程上侨组合瓣板各棋参数全的选惧择提副供理圈论