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1、第35卷第1期建筑结构2005年1月3压型钢板2混凝土组合板的受力性能及其计算聂建国易卫华(清华大学土木工程系北京100084)[提要]压型钢板2混凝土组合板的承载能力主要由其纵向抗剪能力控制,同时与其竖向抗剪能力及抗弯承载能力也有一定关系。纵向抗剪能力的影响因素众多,综述有关的研究成果。结合算例,说明组合板的设计计算方法。[关键词]钢2混凝土组合板压型钢板纵向抗剪设计计算方法BearingCapacityandCalculationMethodofProfiledSteelSheeting2concreteCompositeSlabsAuthor:NieJianguo,YiWeihua(C
2、ivilEngineeringDepartment,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China)Abstract:Compositeslabs,apartofcompositesteelframebuildings,arewidelyusedtoday,howevertheirbehaviorisnotyetfullyunderstood.Somestudiesshowthatlongitudinalshearfailureisthemostcommonfailure2typeincompos2iteslabs,althoughbendmomentfailu
3、reandverticalshearfailureandotherfactorsshouldbeconsidered.Severaldesignmethodsarelistedandcompared,alsoanexampleisgiven.Keywords:profiledsteelsheeting2concretecompositeslab;longitudinalshear;designandcalculationmethod压型钢板组合板目前被广泛应用于国内外的建筑来实现。在不同截面及受力状态下,组合板的破坏可楼板及桥面板。为了解组合板的性能和设计方法,能有三种主要模式。Americ
4、anIronandSteelInstitute(AISI)在Iowa大学开展了广泛的研究,美国土木工程师协会(ASCE)关于组合板的标准即基于这些研究。Iowa大学的Schuster发展了基于剪力极限状态的承载力表达式,现已作为ASCE标准的一个完整部分。但ASCE标准也有一些不太合理的地方,对组合板的研究仍在进行。图1破坏模式示意图国内关于组合板的研究起步于上世纪70年代中(1)弯曲破坏图1所示的121截面,组合板在达期。工程实践中大部分情形是将压型钢板作为永久性到抗弯承载力极限时,纵向抗剪承载力依然满足,表现模板使用,将压型板作为结构的安全储备,而没有利用为抗弯承载力不足。这种破坏模式与
5、一般钢筋混凝土压型钢板代替板中的钢筋。受弯构件的适筋梁类似。一、组合板截面形式(2)纵向剪切破坏见图1中的222截面的破坏,一般压型钢板厚约017～114mm,板高约75～欧洲规范4(Eurocode4)中关于组合板的承载力控制即200mm,大部分按单向板设计,其与混凝土的组合作用以此破坏为基础。其破坏特征是:首先在靠近支座附发挥了钢板抗拉及混凝土抗压的优点,对截面刚度提近的集中荷载处的混凝土出现斜裂缝,混凝土和压型高作用也很大。目前压型钢板与混凝土组合板的截面钢板开始垂直向分离,随即压型钢板和混凝土之间丧形式大致有开口型和闭口型两种。在开口型截面中,失剪切粘结力,并产生相对滑移。由于滑移的
6、产生,楼压型板可按其翼缘大小分为两类:翼缘上大下小,俗称板变形非线性增加,构件立即丧失承载力。一般情况正扣,上小下大,俗称反扣。闭口型则可以发展为缩口下,当组合楼板弯曲破坏时,它的端部滑移极其微小。型。另外,提高承载能力的方法有:补充横向钢筋,改因此,压型钢板端部是否发生滑移,是区别弯曲或纵向做波纹式钢板,轧制出凹凸槽纹,板上焊接横向钢筋,水平剪切粘结破坏模式的主要标志。板上焊接抗剪栓钉等。(3)垂直剪切破坏见图1中的323截面的破坏,二、组合板的破坏模式压型钢板与混凝土之间的组合效应主要依靠它们3国家杰出青年科学基金资助项目(50025822);高等学校博士点基之间的粘结效应产生的沿板受力
7、方向的纵向抗剪强度金(2000000344)。49这种破坏一般只有在板的跨高比较小,而荷载又很大据文[3],在ASCE标准中,计算组合板抗弯承载的时候才出现。表现为支座处混凝土垂直剪切破坏。力时,应首先通过截面含钢率ρ来判断是否超筋,ρ=[2]组合板的受力性能大致可分为三个阶段。第一Ap/bdp,界限含钢率ρb表达式为:阶段:组合板在受力后,混凝土受拉区并没有拉裂,截0185β1f′cεcEs(h-dd)ρb
