压型钢板-轻骨料混凝土组合楼板挠曲变形性能研究

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1、压型钢板-轻骨料混凝土组合楼板挠曲变形性能研究陈浩军1，尹犟2(1.长沙理工大学湖南长沙410076；2.湖南大学湖南长沙410082)摘要：本文推导了均布荷载作用下简支压型钢板-混凝土组合楼板的挠曲微分方程,得到组合板跨中挠度计算公式及其增量表达式。通过两块轻骨料组合楼板试件的荷载试验，对实测滑移数据进行非线性对数回归，得到剪力－滑移关系的非线性本构方程，并据此采用增量法对组合板跨中挠度进行理论计算。计算结果与试验结果在正常使用阶段吻合良好。关键词:压型钢板；组合板；挠曲变形；滑移中图分类号:TU312　　　文献标识码:ATheoretical&ExperimentalStudyoftheF

2、lexuralDeformationforProfiledSteel-deckReinforcedSlabsCHENHaojun1，YINJiang2(1.Changshascienceandtechnologyuniversity,HunanChangsha410076,China;2.Hunanuniversity,HunanChangsha410082,China)Abstract:Thispaperdeducestheflexuraldeferentialequationofsimply-supportedsteel-deckreinforcedconcreteslabsunderun

3、iformlydistributedloads.Thecomputationalformulaaswellasitsincrementalexpressionsissolvedforcalculatingthemid-spandeflection.TwospecimensofLight–weightaggregateconcretecompositeslabsareloadedtoresearchtheirrealmechanicalperformance.Theslipdatafromtestisfittedbylogarithmicequation.Thenon-linearbond-sl

4、iprelationshipbetweentheprofiledsteel-deckandtheconcreteisobtained.Consideringtheslipeffect,themid-spandeflectioniscalculatedwiththeincrementalmethod,theoutcomeshowsthatthecalculatingresultsarewellagreewiththetestresultsduringusualuse.Keywords:profiledsteel-deck;compositeslabs;flexuraldeformation;sl

5、ippage1引言压型钢板-混凝土组合板利用剪力连接件将压型钢板与混凝土连接起来，共同受力，充分发挥出这两种材料的固有优势，是一种极有应用前景的结构形式。然而，相对滑移的存在使组合板较普通楼板变形增大，刚度降低，因此，考虑界面滑移才能真实反映压型钢板-混凝土组合板的工作状况。20世纪70年代以来，国内、外对压型钢板-混凝土组合板进行了一系列理论分析与试验研究[1]-[12]。70年代,美国的porter教授根据353块全尺压型钢板-混凝土组合楼板的破坏试验回归出组合楼板叠和面抗剪承载力半经验半理论公式[10]，加拿大学者Schuster根据破坏是由斜向拉裂所导致的假定提出一套组合楼板极限抗剪承

6、载力计算理论[9]。90年代后，随着钢框架-组合楼板结构体系在我国日益广泛的应用，国内一些学者开始对其进行试验研究及理论分析[11][12]，同济大学陈世鸣教授通过3组组合楼板的荷载试验，研究了单跨简支组合楼板和两跨连续组合楼板的极限抗剪和抗弯性能，得到组合楼板叠合面纵向抗剪能力的半经验公式[11]。由于通过全尺试验回归确定组合板极限承载力的方法十分昂贵，且缺乏通用性，近年来国外学者开始采用数值模拟及有限元方法对组合楼板的极限承载力进行理论分析[2]-[4]，提出了一些简化设计方法[1][5]。上述研究表明，以往的研究大都将重点集中在组合楼板的极限抗弯及抗剪承载力方面，对组合楼板变形性能的理论

7、研究则相对缺乏，本文在弹性理论基础上，对各种不同形式组合楼板考虑相对滑移后的挠曲微分方程进行了理论推导，得到其均布荷载作用下跨中挠度的一般表达式及增量方程。通过对两块组合楼板试件的荷载试验，对纵向剪力-滑移的非线性关系进行回归分析，得到非线性对数回归方程及切线刚度表达式。将此切线刚度代入跨中挠度的增量方程中计算，并将计算结果与试验结果进行比较分析。2考虑滑移的组合板的挠曲变形理论2.1基本假定1)