压型钢板组合楼板详细课件.ppt

第2章 压型钢板组合楼板,目 录,2.1 压型钢板及压型钢板组合楼板2.2 压型钢板组合楼板的计算2.3 压型钢板组合楼板的构造2.4 例题,2.1 压型钢板及压型钢板组合楼板,2.1.1 压型钢板简介压型钢板 一种工业化产品 一种新型建筑材料,2.1 压型钢板及压型钢板组合楼板,压型钢板的受力机理,2.1 压型钢板及压型钢板组合楼板,起源于19世纪30年代镀锌瓦楞钢板；最初的100多年里，产量低、加工性能差，在建筑领域应用推广收到一定的限制；20世纪30年代，连续镀锌法及有关设备的出现，才逐步大规模的工业化生产；1936年，美国阿姆科钢铁公司首创用镀锌钢板预涂专用涂料并烘烤、生产各种彩色钢板，20世纪50年代传播到欧洲和日本等世界各地。,2.1 压型钢板及压型钢板组合楼板,从20世纪60年代起，压型钢板已成为轻质、高强、美观、防火、耐久、抗震、施工方便等综合技术经济指标良好的新型建筑材料；20世纪70年代中期，压型钢板开始进入我国建筑领域。,2.1 压型钢板及压型钢板组合楼板,2.1 压型钢板及压型钢板组合楼板,建筑用压型钢板的分类：分为屋面用板、墙面用板与楼盖用板三类；建筑用压型钢板的型号：由压型代号、用途代号与板型特征代号三部分组成。压型代号以“压”字汉语拼音的第一个字母“Y”表示。用途代号如下表示：屋面板W；墙面板Q；楼盖板L。板型特征代号由压型钢板的波高尺寸（mm）与覆盖宽度（mm）组合表示。,2.1 压型钢板及压型钢板组合楼板,楼盖板（开口型）,楼盖板（闭口型）,B板宽；d波距；h波高；t板厚；,2.1 压型钢板及压型钢板组合楼板,压型钢板型号表示示例a)波高51mm、覆盖宽度760mm的屋面用压型钢板，其代号为YW51-760；b)波高35mm、覆盖宽度750mm的屋面用压型钢板，其代号为YQ35-750；c)波高50mm、覆盖宽度600mm的屋面用压型钢板，其代号为YL50-600；,压型钢板类型 图片来源：www.china-,2.1 压型钢板及压型钢板组合楼板,压型钢板有效截面,无中间加劲肋的两边支撑板件,一边支撑，一边卷边板件,压型钢板有效截面,2.1 压型钢板及压型钢板组合楼板,压型钢板有效截面,一边支撑，一边自由板件,两边支撑，中间有加劲肋板件,压型钢板有效截面,2.1 压型钢板及压型钢板组合楼板,2.1 压型钢板及压型钢板组合楼板,压型钢板混凝土组合板工程实例,工程实例1：楼面工程,2.1 压型钢板及压型钢板组合楼板,2.1 压型钢板及压型钢板组合楼板,压型钢板混凝土组合板工程实例,工程实例1：栓钉焊接,2.1 压型钢板及压型钢板组合楼板,压型钢板混凝土组合板工程实例,工程实例1：混凝土浇注,2.1 压型钢板及压型钢板组合楼板,压型钢板混凝土组合板工程实例,工程实例2：楼面,图片来源：Lawrence Livermore National Laboratory,2.1 压型钢板及压型钢板组合楼板,2.2.2压型钢板混凝土组合板工程实例,工程实例2：施工阶段,2.1 压型钢板及压型钢板组合楼板,压型钢板混凝土组合板工程实例,工程实例2：施工阶段,2.1 压型钢板及压型钢板组合楼板,压型钢板混凝土组合板工程实例,工程实例2：混凝土浇注,2.1 压型钢板及压型钢板组合楼板,压型钢板作用支撑施工荷载施工模板施工期保护 保证支撑梁侧向稳定性作为受力钢筋或部分受力钢筋承担使用荷载分散混凝土收缩应变及传递平面内荷载,Support loads during constructionAct as working platformProvide protection to workersStabilize supporting beams against lateral bucklingAct as transverse reinforcements to composite beamsDistribute shrinkage strains and Transfer in-plane loads,2.1 压型钢板及压型钢板组合楼板,压型钢板组合楼板的优势1.施工期短2.方便安装、附件（电力、通讯、通风、空调等）施工安装3.便于开孔4.压型钢板轻便，运输，存储，堆放和装卸都很方便。,2.2 压型钢板组合楼板的计算,2.2 压型钢板组合楼板的计算,2.2.1 施工阶段计算（1）承载力计算（2）变形计算2.2.2 使用阶段计算（1）受弯承载力计算（2）剪切粘结承载力计算（3）斜截面受剪承载力计算（4）受冲切承载力计算（5）裂缝验算（6）变形验算,2.2 压型钢板组合楼板的计算,计算状态内力计算模型,2.2 压型钢板组合楼板的计算,几何参数计算物理参数取值,2.2 压型钢板组合楼板的计算,压型钢板组合楼板形式,2.2 压型钢板组合楼板的计算,2.2.1 施工阶段计算（1）承载力计算,2.2 压型钢板组合楼板的计算,2.2.1 施工阶段计算（1）承载力计算受弯承载力,2.2 压型钢板组合楼板的计算,2.2.1 施工阶段计算（2）变形计算基本要求,2.2 压型钢板组合楼板的计算,2.2.1 施工阶段计算（2）变形计算计算公式,2.2 压型钢板组合楼板的计算,2.2.1 施工阶段计算（2）变形计算荷载计算,2.2 压型钢板组合楼板的计算,2.2.1 施工阶段计算（2）变形计算荷载组合,2.2 压型钢板组合楼板的计算,2.2.2 使用阶段计算（1）受弯承载力计算,2.2 压型钢板组合楼板的计算,2.2.2 使用阶段计算（1）正截面受弯承载力,2.2 压型钢板组合楼板的计算,2.2.2 使用阶段计算（1）受弯承载力计算,2.2 压型钢板组合楼板的计算,2.2.2 使用阶段计算（1）受弯承载力计算符号说明,2.2 压型钢板组合楼板的计算,2.2.2 使用阶段计算（1）受弯承载力计算符号说明,2.2 压型钢板组合楼板的计算,2.2.2 使用阶段计算（1）受弯承载力计算,2.2 压型钢板组合楼板的计算,2.2.2 使用阶段计算（1）受弯承载力计算,2.2 压型钢板组合楼板的计算,2.2.2 使用阶段计算（2）剪切粘结承载力计算叠合面抗剪强度：剪切粘结破坏（Shear bond failure）,短跨度板剪切粘结破坏,2.2 压型钢板组合楼板的计算,2.2.2 使用阶段计算（2）剪切粘结承载力计算叠合面抗剪强度：剪切粘结破坏（Shear bond failure）,长跨度板剪切粘结破坏,2.2 压型钢板组合楼板的计算,2.2.2 使用阶段计算（2）剪切粘结承载力计算,2.2 压型钢板组合楼板的计算,2.2.2 使用阶段计算（3）斜截面受剪承载力计算,2.2 压型钢板组合楼板的计算,2.2.2 使用阶段计算（4）受冲切承载力,2.2 压型钢板组合楼板的计算,2.2.2 使用阶段计算（5）裂缝计算,2.2 压型钢板组合楼板的计算,2.2.2 使用阶段计算（6）变形计算基本规定,2.2 压型钢板组合楼板的计算,2.2.2 使用阶段计算（6）变形计算基本规定,2.2 压型钢板组合楼板的计算,4.1.1条组合楼板设计与施工规范CECS 273：2010规定，使用阶段，组合楼板挠度应按下列公式进行组合。荷载效应的标准组合：荷载效应的准永久组合：,2.2 压型钢板组合楼板的计算,2.2.2 使用阶段计算（6）变形计算基本规定,2.2 压型钢板组合楼板的计算,系数无支撑时取=0，其他取=1。的作用在于，是否考虑施工阶段按永久荷载标准组合计算的楼承板挠度值。,标准组合：,准永久组合：,2.2 压型钢板组合楼板的计算,现行国家标准建筑结构荷载规范GB 50009-2001（2006年版）对于标准组合，荷载效应组合的设计值S应按下列采用 对于准永久组合，荷载效应组合的设计值S应按下列采用：,ci可变荷载Qi的组合值系数,qi可变荷载Qi的准永久值系数,2.2 压型钢板组合楼板的计算,组合楼板设计与施工规范CECS 273：2010中关于“组合楼板挠度”的计算公式可以写为：荷载效应的标准组合：荷载效应的准永久组合：,2.2 压型钢板组合楼板的计算,荷载效应标准组合:荷载效应准永久组合:,短期截面抗弯刚度Bs,短期截面抗弯刚度Bl,2.2 压型钢板组合楼板的计算,2.2.2 使用阶段计算（6）变形计算基本规定,2.2 压型钢板组合楼板的计算,2.2.2 使用阶段计算（6）变形计算几何参数,2.2 压型钢板组合楼板的计算,2.2.2 使用阶段计算（6）变形计算几何参数,2.2 压型钢板组合楼板的计算,2.2 压型钢板组合楼板的计算,2.2.2 使用阶段计算（6）变形计算几何参数,2.2 压型钢板组合楼板的计算,2.2.2 使用阶段计算（6）变形计算符号说明,2.2 压型钢板组合楼板的计算,2.2.2 使用阶段计算（6）变形计算符号说明,2.2 压型钢板组合楼板的计算,2.2.2 使用阶段计算（6）变形计算几何参数,2.2 压型钢板组合楼板的计算,2.2.2 使用阶段计算（6）变形计算刚度计算,2.4 例 题,某建筑楼层采用压型钢板组合楼板，计算跨度2.2m。剖面构造如图所示。压型钢板型号U-200，钢号Q235，厚度t=1mm。每米宽度的截面积As=1700mm2/m(重量0.149kN/m2)，截面惯性矩 Is=0.96106mm4/m。顺肋简支单向板。压型钢板上浇注80mm厚C20混凝土，上铺3mm厚面砖（密度30kN/m3)，楼盖下顶棚重量0.2kN/m2；楼面活荷载标准值qk=2kN/m2。试验算使用阶段该压型钢板混凝土组合板的正截面承载力、斜截面承载力和变形。,2.4 例 题,2.4 例 题,【解】一.按CECS273:2010求解 1.材料物理参数,2.4 例 题,2.荷载统计与组合混凝土板的平均厚度：,2.4 例 题,2.荷载统计与组合1)荷载效应基本组合,取q=max(q1,q2)=6.36kN/m,2.4 例 题,2.荷载统计与组合2)荷载效应标准组合3)荷载效应准永久组合,2.4 例 题,3.内力设计值计算压型钢板肋顶以上混凝土厚度hc=80mm，在50mm100mm之间，组合楼板可按强边（顺肋）方向按单向板计算。组合楼板的弯矩设计值M、剪力设计值V分别为：,2.4 例 题,4.几何参数计算取b=1000mm计算，系数E=Es/Ec=2.06105/2.55104=8.08。系数a=Aa/bh0=1700/(1000115)=0.0148计算宽度内组合楼板换算腹板宽度：bmin=bbl,min/cs=100050/200=250mmhc=80mm，hs=70mm，h=hc+hs=150mm，cs=200mm，若取压型钢板自身的形心轴位于其高度hs的1/2处，则有:h0=115mm，b1,m=(70+50)/2=60mm。,2.4 例 题,4.几何参数计算1）短期荷载作用下平均换算截面惯性矩（1）计算未开裂截面的换算惯性矩,2.4 例 题,4.几何参数计算1）短期荷载作用下平均换算截面惯性矩（1）计算未开裂截面的换算惯性矩,2.4 例 题,4.几何参数计算1）短期荷载作用下平均换算截面惯性矩（2）计算开裂截面的换算惯性矩,取ycc=44.15mm,2.4 例 题,4.几何参数计算1）短期荷载作用下平均换算截面惯性矩（2）计算开裂截面的换算惯性矩,2.4 例 题,4.几何参数计算1）短期荷载作用下平均换算截面惯性矩（3）计算平均换算截面惯性矩,2.4 例 题,4.几何参数计算2）长期荷载作用下组合楼板截面惯性矩计算（1）计算未开裂截面的换算惯性矩,2.4 例 题,4.几何参数计算2）长期荷载作用下组合楼板截面惯性矩计算（1）计算未开裂截面的换算惯性矩,2.4 例 题,4.几何参数计算2）长期荷载作用下组合楼板截面惯性矩计算（2）计算开裂截面的换算惯性矩,取ycc=56.65mm,2.4 例 题,4.几何参数计算2）长期荷载作用下组合楼板截面惯性矩计算（2）计算开裂截面的换算惯性矩,2.4 例 题,4.几何参数计算2）长期荷载作用下组合楼板截面惯性矩计算（3）计算平均换算截面惯性矩,2.4 例 题,5.正截面受弯承载力计算相对界限受压区高度：混凝土受压区高度：,2.4 例 题,5.正截面受弯承载力计算因为x=36.3mmhc=80mm，且x=36.3mmbh0=0.615115mm=70.7mm，所以,正截面受弯承载力满足要求。,2.4 例 题,6.斜截面受剪承载力计算,斜截面受剪承载力满足要求。,2.4 例 题,7.挠度验算组合楼板短期荷载作用下截面抗弯刚度：长期荷载作用下组合楼板截面抗弯刚度：,2.4 例 题,7.挠度验算1）按荷载标准组合计算的组合楼板挠度值,2.4 例 题,7.挠度验算2）按荷载准永久组合计算的组合楼板挠度值,2.4 例 题,7.挠度验算3）组合楼板挠度值验算,取,，则,=0.4434mm l/200=2200/200=11mm,组合楼板挠度满足要求。,2.4 例 题,启示：1.荷载统计：完备2.荷载组合：规范3.基本概念：清晰4.计算结果：准确,2.4 例 题,【解】二.按“等效法”求解（1）荷载和内力取计算宽度b1m计算混凝土板的平均厚度：恒荷载标准值：,砖,混凝土,压型钢板,顶棚,2.4 例 题,（1）荷载和内力荷载组合建筑结构荷载规范GB 50009-2001（2006版）：1）由可变荷载效应控制的组合：2）由永久荷载效应控制的组合：,2.4 例 题,（1）荷载和内力荷载组合的简化规则（一般排架、框架结构）建筑结构荷载规范GB 50009-2001（2006版）：1）由可变荷载效应控制的组合：2）由永久荷载效应控制的组合：,2.4 例 题,（1）荷载和内力,2.4 例 题,（2）正截面受弯承载力,OK!,115,2.4 例 题,（3）斜截面受剪承载力压型钢板的一个波宽（200mm）计算，每个波宽上承受的剪力：,OK!,2.4 例 题,（4）变形验算取一个波宽计算。混凝土的弹性模量Ec=2.55104N/mm2,E=Es/Ec=2.06105/2.55104=8.081)荷载效应标准组合作用下的挠度混凝土板截面上宽：，肋宽：,2.4 例 题,（4）变形验算一个波宽范围内组合板换算截面惯性矩：,上部,下部,压型钢板,换算截面上,换算截面下,压型钢板,2.4 例 题,（4）变形验算每米板宽的惯性矩：,2.4 例 题,（4）变形验算2)荷载效应准永久组合作用下的挠度：满足要求,2.4 例 题,1）按荷载标准组合计算的组合楼板挠度值2）按荷载准永久组合计算的组合楼板挠度值,0.3952mm,0.4434mm,OVER,问题探讨,1.“换算截面法”在求Isq时采用Isq=Isk/2是否正确？林宗凡组合结构P262.林宗凡组合结构的“等效”是否合理？,疑问1探讨,1.“换算截面法”在求求Isq时采用Isq=Isk/2是否正确？林宗凡组合结构P26【回答】林宗凡组合结构 P24：计算时，把混凝土截面除以2E值换算成钢材截面，换算截面刚度为B。据此可知，仅换算混凝土部分，故Isq=Isk/2是错误的。,疑问2探讨,2.林宗凡组合结构的“等效”是否合理？,B,b,h,y,a,b,c,a+c=B-b,