现浇混凝土组合板的设计压型钢板组合楼板的构造要求课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,国家级精品课程,钢结构设计,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1,第,15,讲 压型钢板,-,现浇混凝土组合板的设计,楼面和屋面结构的布置方案与设计,楼面和屋面结构的类型与布置原则,压型钢板,-,现浇混凝土组合板的设计,1第15讲 压型钢板-现浇混凝土组合板的设计楼面和屋面结构的,2,满足建筑设计要求,较小自重,便于施工,有足够的整体刚度,楼板,梁系,一般性的原则,（连接：固定、传递水平剪力）,楼（屋）面板,结构组成,第,15,讲 压型钢板,-,现浇混凝土组合板的设计,2满足建筑设计要求 楼板一般性的原则（连接：固定、传递水平剪,3,主粱,次梁,楼板,第,15,讲 压型钢板,-,现浇混凝土组合板的设计,3主粱次梁楼板第15讲 压型钢板-现浇混凝土组合板的设计,4,楼（屋）面板的作用,直接承受竖向荷载的作用，传递其至竖向构件；,起横隔作用。,影响到整个结构的性能；,影响到施工进程；,影响到建筑的经济效益。,楼（屋）面板布置方案和设计的影响,第,15,讲 压型钢板,-,现浇混凝土组合板的设计,4楼（屋）面板的作用 直接承受竖向荷载的作用，传递其至竖向构,5,第,15,讲,楼面和屋面结构的类型与布置原则,卫生间,开洞较多处,工业建筑、,高层建筑,（抗震、抗疲劳）,现浇钢筋混凝土楼板,压型钢板组合楼板,叠合板组合楼板,多高层工业与民用建筑,（高设防区需审查）,用于多层建筑楼板的分类：,5第15讲 楼面和屋面结构的类型与布置原则卫生间 工业建筑,6,第,15,讲,楼面和屋面结构的类型与布置原则,抗剪栓钉,现浇钢筋混凝土楼板,6第15讲 楼面和屋面结构的类型与布置原则抗剪栓钉 现浇钢,7,第,15,讲,楼面和屋面结构的类型与布置原则,混凝土叠合板组合楼板,应与钢梁可靠连接，且在板上浇注刚性面层（厚度不小于,50mm),预制楼板通过其底面四角的预埋件与钢梁焊接,1,）焊脚高度不应小于,6mm,2,）焊缝长度不应小于,80mm,板缝的灌缝构造宜一律按抗震设防要求进行。必要时可在板缝间的梁,上设抗剪件,(,如抗剪栓等,),后浇混凝土面层,栓钉,预制底板,钢梁,7第15讲 楼面和屋面结构的类型与布置原则混凝土叠合板组合,8,第,15,讲,楼面和屋面结构的类型与布置原则,压型钢板组合楼板,抗剪栓钉,分布钢筋,8第15讲 楼面和屋面结构的类型与布置原则 压型钢板组合楼,9,第,15,讲,压型钢板,-,现浇混凝土组合板的设计,压型钢板组合楼盖构造,板肋垂直于主梁,板肋平行于主梁,9第15讲 压型钢板-现浇混凝土组合板的设计压型钢板组合楼,10,第,15,讲,压型钢板,-,现浇混凝土组合板的设计,组,合,楼,板,组合板,非组合板,是否考虑压型钢板对,组合楼板承载力的贡献,?,一般形式组合梁,压型钢板组合梁,组,合,梁,预制钢筋混凝土板组合梁,压,型,钢,板,组,合,楼,盖,10第15讲 压型钢板-现浇混凝土组合板的设计组组合板非组,11,第,15,讲,压型钢板,-,现浇混凝土组合板的设计,改变截面形式，依靠,纵向波槽,传递水平剪力；,设置,压痕、小洞,或冲成的不闭合的,孔眼,传递水,平剪力；,焊接,横向钢筋来,传递水平剪力；,端部设置,锚固件,传递水平剪力。,(,任何情形下都应当设置端部锚固件,),压型钢板与混凝土的连接,(,构造措施,),11第15讲 压型钢板-现浇混凝土组合板的设计 改变截面形,12,第,15,讲,压型钢板,-,现浇混凝土组合板的设计,组合楼板设计需考虑两个阶段：,1),施工阶段,:,对作为现浇钢筋混凝土板底模的压型钢板进行强度和,变形验算。,2),使用阶段,:,非组合板：压型钢板仅作为模板使用,按普通钢筋混凝土板设计；,组合板：验算在永久荷载和使用阶段的可变荷载作用下的强度和变形。,压型钢板的跨中变形挠度,w,0,大于,20mm,时，确定混凝土自重应考虑挠曲效应，在全跨增加混凝土厚度,0.7,w,0,或增设临时支撑,。,12第15讲 压型钢板-现浇混凝土组合板的设计 组合楼板设,13,强边方向,(,顺肋,),弱边方向,施工阶段力学模型,第,15,讲,压型钢板,-,现浇混凝土组合板的设计,实质上是压型钢板强度和挠度的验算；,只考虑荷载沿强边方向传递,(,单向板,),。,(,因强边方向的截面刚度远大于弱边方向,),组合楼板施工阶段的设计,13强边方向(顺肋)弱边方向施工阶段力学模型第15讲 压型,14,永久荷载,:,压型钢板、钢筋和混凝土的自重,.,可变荷载,:,施工荷载和附加荷载,.,附加荷载,:,当有过量冲击、混凝土堆放、管线和泵时考虑,.,验算：,强度、变形,.,力学模型：,图,4-24.,压型钢板的截面力学特性：,参见第,1,章,.,第,15,讲,压型钢板,-,现浇混凝土组合板的设计,组合楼板施工阶段的设计,如果承载能力和变形能力不满足要求，可在板下设置临时支撑，以减小板跨，加以验算。,14 永久荷载:压型钢板、钢筋和混凝土的自重.第15讲,15,第,15,讲,压型钢板,-,现浇混凝土组合板的设计,组合楼板使用阶段的设计,非组合板,:,按常规钢筋混凝土楼板设计,应在压型钢板波槽内设置钢筋,.,组合板,:,永久荷载,+,使用阶段可变荷载,变形验算,承载力验算,单向弯曲简支板,双向弯曲板或单向弯曲板,正截面抗弯承载力、斜截面抗剪承载力、抗冲剪承载力,15第15讲 压型钢板-现浇混凝土组合板的设计 组合楼板使,16,第,15,讲,压型钢板,-,现浇混凝土组合板的设计,组合板使用阶段的设计,组合板内力分析模型：,压型钢板上砼厚不超过,100mm,时，,1),正弯矩计算的力学模型,:,单向弯曲简支板：,2),负弯矩计算的力学模型,:,单向弯曲固支板,.,压型钢板上砼厚超过,100mm,时，,1),0.5,e,2.0,时：双向弯曲板；,2),e,0.5,或,e,2.0,时：单向弯曲板,.,e,l,x,l,y,，,=(,I,x,I,y,),1/4,（异向性系数）,I,x,、,I,y,：,组合板顺肋方向和垂直肋方向的截面惯性矩，计算,I,y,时只考虑,压型钢板顶面以上的混凝土计算厚度,h,c,.,（日本建筑学会,钢铺板结构设计与施工规范,）,16第15讲压型钢板-现浇混凝土组合板的设计 组合板使用阶,17,第,15,讲,压型钢板,-,现浇混凝土组合板的设计,组合板使用阶段的设计,正截面受弯承载力计算的基本假定,:,压型钢板与混凝土间有可靠粘结,;,考虑组合作用的组合楼板，正截面受弯承载力按,塑性设计方法,计算，,假定截面受拉区和受压区截面材料均达到设计强度,，但压型钢板强度设计值与混凝土的弯曲抗压强度设计值，均应乘以折减系数,0.8,。,忽略受拉区混凝土的抗拉作用。,0.8,：考虑到起受拉钢筋作用的压型钢板没有混凝土保护层，以及中和轴附近材料强度发挥不充分等因素。,17第15讲 压型钢板-现浇混凝土组合板的设计 组合板使,18,第,15,讲,压型钢板,-,现浇混凝土组合板的设计,组合板使用阶段的设计,正截面受弯承载力验算,:,1,）塑性中和轴在压型钢板顶面以上,混凝土截面内时，,压型钢板重心线,x,:,组合板受压区高度,h,0,:,组合板有效高度,(,组合板受压区边,缘至压型钢板重心间距离）,y,p,:,压型钢板截面应力合力至混凝土,受压区截面应力合力的距离,b,:,压型钢板的波距,A,P,:,压型钢板波距内的截面面积,h,c,:,压型钢板顶面以上混凝土厚度,18第15讲 压型钢板-现浇混凝土组合板的设计 组合板使用,19,第,15,讲,压型钢板,-,现浇混凝土组合板的设计,组合板使用阶段的设计,正截面受弯承载力验算,:,2,）塑性中和轴在压型钢板内时，,x,:,组合板受压区高度,h,0,:,组合板有效高度,A,P2,:,塑性中和轴以上的压型钢板波距,内截面面积；,y,P1,y,P2,:,压型钢板受拉区截面应力合力,分别至受压区混凝土板截面和压,型钢板截面应力合力的距离。,19第15讲压型钢板-现浇混凝土组合板的设计 组合板使用阶,20,第,15,讲,压型钢板,-,现浇混凝土组合板的设计,组合板使用阶段的设计,斜截面抗剪承载力验算,:,组合板一个波距内斜截面最大剪力设计值,V,in,应满足,:,组合板的有效工作宽度,b,efj,的计算：抗弯计算时：式,（,4-5,）（,简支板,）、式,（,4-6,）（,连续板,）,抗剪计算时：式,（,4-7a),、式,（,4-7b),在集中荷载或集中荷载与均布荷载共同作用下，且集中荷载对支座或节点边缘截面所产生的剪力值占总剪力的,75%,以上的组合板斜截面承载力应按下式计算,V,in,0.44,f,t,b,ef,h,0,V,in,0.07,f,c,b h,0,20第15讲压型钢板-现浇混凝土组合板的设计 组合板使用阶,21,第,15,讲,压型钢板,-,现浇混凝土组合板的设计,组合板使用阶段的设计,集中荷载下的冲切承载力验算：,h,0,:,组合板有效高度,u,cr,:,临界周界长度,剪力临界周界,21第15讲压型钢板-现浇混凝土组合板的设计 组合板使用阶,22,第,15,讲,压型钢板,-,现浇混凝土组合板的设计,组合板使用阶段变形的验算,计算方法：弹性设计方法,计算原则：,1,）按简支单向弯曲板计算沿强边（顺肋）方向的挠度。,2,）考虑荷载长期作用影响下的变形。,荷载标准组合,（短期荷载效应组合）,荷载准永久组合,（长期荷载效应组合）,等效刚度,22第15讲压型钢板-现浇混凝土组合板的设计 组合板使用阶,23,第,15,讲,压型钢板,-,现浇混凝土组合板的设计,栓钉抗剪件的受剪承载力,N,vc,A,st,栓钉钉杆截面面积；,E,c,混凝土弹性模量；,f,c,混凝土轴心抗压强度设计值；,f,栓钉钢材的抗拉强度设计值；,栓钉材料抗拉强度最小值与屈服强度之比；当栓钉材料,性能等级为,4.6,时，取,f,=215N,mm,2,=1.67,。,23第15讲 压型钢板-现浇混凝土组合板的设计 栓钉抗剪件,24,第,15,讲,压型钢板,-,现浇混凝土组合板的设计,栓钉抗剪件的受剪承载力的折减,压型钢板肋平行于支撑梁时，,由于,栓钉需要穿过压型钢板,与钢梁焊接,，栓钉根部周围,无砼约束，应对栓钉连结件,的受剪承载力,N,v,c,进行折减,:,h,s,栓钉焊接后的高度,(,h,p,+75mm);,h,p,压型钢板的高度；,24第15讲 压型钢板-现浇混凝土组合板的设计 栓钉抗剪件,25,第,15,讲,压型钢板,-,现浇混凝土组合板的设计,栓钉抗剪件的受剪承载力的折减,压型钢板肋垂直于支撑梁时，由压型钢板波纹形成的,混凝土肋是不连续,的，应对栓钉连结件的受剪承载力,N,v,c,进行折减。,n,0,组合截面中一个肋板中配置的栓钉总数，当大于,3,时取,3,。,25第15讲 压型钢板-现浇混凝土组合板的设计 栓钉抗剪件,26,第,15,讲,压型钢板,-,现浇混凝土组合板的设计,压型钢板组合楼板的构造要求,1,、,组合楼板的总厚度及压型钢板上的砼厚度,压型钢板顶面以上的砼厚度：不应小于,50mm;,组合楼板的总厚度：不应小于,90mm;,2,、,组合楼板对压型钢板的要求,压型钢板应采用镀锌钢板；,用于组合板的压型钢板净厚：不应小于,0.75mm,；,仅作模板的压型钢板厚度：不小于,0.5mm,；,浇注砼的波槽平均宽度：不应小于,50mm;,在槽内设置栓钉连接件时：压型钢板的总高度不应大于,80mm.,26第15讲压型钢板-现浇混凝土组合板的设计 压型钢板组合,27,第,15,讲,压型钢板,-,现浇混凝土组合板的设计,压型钢板组合楼板的构造要求,4,、钢筋直径、配筋率及配筋长度,1,）连续组合楼板的钢筋长度：,中间支座弯矩区的上部纵向钢筋，应伸过板的反弯点，并留出锚固长度和弯钩；下部纵向钢筋在支座处应连续配筋。,2,）连续楼板按简支板设计时的抗裂钢筋：截面面积应大于相应砼截面的,0.