第三章-压型钢板=混凝土组合板(2)

第三章压型钢板-混凝土组合板主要内容◆组合板抗剪及抗滑移等计算◆组合板刚度及变形等计算◆组合板构造要求3.3.2使用阶段组合板承载力计算5.斜截面承载力计算忽略压型钢板作用◆均布荷载070bhf.Vt◆集中荷载0440hbf.Veftbch0beqbef3.3.2使用阶段组合板承载力计算6.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坏，其承载力低于正截面和斜截面承载力。试验表明，纵向剪切粘结承载力与压型板外形尺寸、表面情况、剪切连接件种类和混凝土强度等级等因素有关。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，得出经验公式，由此也造成国内国外的计算公式有较大差别。uVV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，并经一次回归正交方差分析，得到的计算公式为：lhWaVVcu30210-3210及、、——剪切粘结系数，由试验确定，若无试验资料，可分别取：3.3.2使用阶段组合板承载力计算6.纵向剪切粘结计算式中，，098.0142.8710;625.380036.032，cW——组合板平均槽宽（mm）a——组合板剪跨（mm）,集中荷载,VMa均布荷载取a=l/4（l为组合板跨度）；h0——组合板截面有效高度。当采用国外的压型钢板时，可采用美国土木工程师协会ASCE（TheAmericanSocietyofCivilEngineers）建议的组合板纵向剪切粘结承载力计算公式：cufkahmsbhV00参数说明详P293.3.2使用阶段组合板承载力计算6.纵向剪切粘结计算kfahmfbhsVccu00某组合板由试验得到m-k系数第2组3块板实验散点第1组3块板实验散点kfahmfbhsVccu003.3.2使用阶段组合板承载力计算7.冲切承载力计算组合板冲切破坏计算模式45°ccrtlhuf.F60当作用于板面的荷载较大，且作用面积较小时，应考虑验算。3.3.2使用阶段组合板承载力计算8.连续板负弯矩区正截面承载力计算10001000wb单位板宽的组合板化为T形截面连续板在负弯区，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拉钢筋。3.3.2使用阶段组合板承载力计算8.连续板负弯矩区正截面承载力计算◆截面验算中和轴在压型钢板腹板内◆第一种情况截面参数。截面高度不够，应修改时，当scccsscwscahhfahhbhfM21000211由极限平衡条件有2011xhxbfMAfxbfrwcussywc3.3.2使用阶段组合板承载力计算8.连续板负弯矩区正截面承载力计算◆第二种情况中和轴在翼缘内由极限平衡条件有22210001000010111srswcsrscussyscswchhhbfhxhhxfMAfhxfhbf3.4组合板刚度及变形等计算3.4.1组合板刚度计算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，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，其等效刚度分别为“短期刚度”和“长期刚度”。3.4.1组合板刚度计算一个波距换算为混凝土等效截面注意：教材讲原理时将截面换算为混凝土截面，例题又按钢截面换算。pEA3.4.1组合板刚度计算◆未开裂截面惯性矩教材（3-23）式和（3-24）式有误，应改为：1221232130sccchwbhybhbhI210212yhAIhyhhwbpEsEsspEscpEscscAhwbbhhAh.hhwbbh.y0215050（3-23）（3-24）3.4.1组合板刚度计算◆开裂截面惯性矩美国ASCE规范建议公式：EEEcccpEsEcchyyhAIbyI22023开裂截面组合板重心轴至截面受压区边缘距离0bhAp◆组合板截面等效惯性矩3.4.1组合板刚度计算美国ASCE规范与欧洲规范EC4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（也可按几何平均值计算），美国认证协会ACI（Ameri-canCertificationInstitute）规范还提出了按弯矩值考虑的等效惯性矩计算方法。20ceqIII算术平均值几何平均值cceqIIIII002按弯矩值考虑的等效惯性矩crcrcreqIMMIMMI30311051yIf.Mtcr◆组合板等效刚度3.4.1组合板刚度计算短期刚度长期刚度eqcsIEBeqclIE.B50◆使用阶段变形计算3604lBlqfsks360504lB.lqfsll荷载效应标准组合荷载效应准永久组合例题3-1-3某工程楼板采用压型钢板-混凝土组合板，楼面压型钢板最大计算跨度为l＝3.0m。压型钢板型号采用3WDEK-305-915，压型钢板厚度为1.20mm，波高76mm，波距为305mm，压型钢板钢材设计强度f=500MPa、截面面积为16.89×102mm2/m，截面惯性矩为1.721×106mm4/m，截面抵抗矩为41.94×103mm3/m，压型钢板以上混凝土厚度hc=74mm，楼板总厚度h=150mm，水泥砂浆面层厚度hf=30mm。混凝土强度等级C30(fc=14.3N/mm2，Ec＝3.0×104N/mm2)。使用阶段的活荷载分别为2.0kN/m2。试验算组合板使用阶段的挠度。压型钢板截面形状和尺寸解：教材P39惯性矩计算方式与正文公式不一致，现按正文公式计算。mmb305mm.wb51522121184305mmh,mmhmmh,mmhsc11215076740pEscpEscscAhwbbhhAh.hhwbbh.y0215050mm.........1671515876515276743051121515876765074765152743055022215153050108916mm...Ap8761031006245..E46252323104370167112151587610249587627616715076515212765152305274167743051274305mm..........1221232130sccchwbhybhbhI210212yhAIhyhhwbpEsEss计算未开裂惯性矩015011230515150..bhAp计算开裂惯性矩mm.......82260150876015087601508762742203cpEsEccyhAIbyIEEEcchy22462531024318226112151587610249587638226305mm.......等效惯性矩4660108450102243143702mm...IIIceq短期刚度210641052152108450103mmN..IEBeqcs挠度验算33836030003601711052152384300061008151044.lmm....Blqfsks3383609211026763843000610500815501044.lmm.....B.lqfsll满足要求。“长期刚度”2101010267610521525050mmN...B.Bs作业P44习题③验算组合板使用阶段挠度是否满足要求。讨论压型钢板组合板正截面承载力还有20%的潜力可挖，挖掘的可行性如何？3.4.2组合板裂缝宽度计算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缝宽度。srksktesktklinteeqsskmaxAh.M.f...wd.c.E.w0900165011200809172wb1000sAsskACηh0rh0r3.4.3组合板自振频率验算计算Hzf15基频要求经验公式kf1，两端固定，一简一固，两端简支支承条件系数0.1750.1771780.k永久荷载作用挠度3.5组合板构造要求3.5.1基本构造要求3.5.2钢筋配置要求3.5.3抗剪连接件要求P35