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闭口型压型钢板-混凝土简支组合楼板的承载性能论文.doc

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闭口型压型钢板-混凝土简支组合楼板的承载性能论文.doc

文档介绍

文档介绍:闭口型压型钢板-混凝土简支组合楼板的承载性能普通钢筋混凝土板相比,压型钢板与混凝土组合楼板具有施工周期短、成本低、整体稳定性好、地震反应低等优点,其在国际上特别是在西方发达国家已经得到了广泛的应用。:第一种为压型钢板只承担硬化之前的混凝土自重和施工荷载,另一种为压型钢板在混凝土硬化后代替普通钢筋混凝土楼板的抗拉钢筋的作用,即分别为模板用压型钢板和组合楼板用压型钢板。一般组合楼板用压型钢板,为了增强混凝土楼板和压型钢板之间的粘接力,在钢板表面上具有压痕。这种压型钢板可分为三种,即开口型、缩口型、闭口型。-混凝土组合楼板受荷载时,在压型钢板与混凝土楼板的连接处采用各种方法保证足够的组合效应。比如,改变压型钢板截面形式以增加叠合面上的摩擦粘结((a));在压型钢板上设置压痕以增加接触面上的机械粘结((b));在压型钢板上翼缘焊接横向钢筋((c))。此外,也可在压型钢板端部设置栓顶连接件以增加组合楼板端部锚固,通常与(1)~(3)组合使用。-混凝土组合楼板的承载能力与破坏模式有关,通常有如下三种破坏形式()。(1)弯曲破坏当压型钢板与混凝土板之间保证完全组合时,组合楼板沿着最大弯矩的垂直截面Ⅰ-Ⅰ()发生弯曲破坏。在组合楼板具有适当的含钢率时,组合楼板破坏类似于钢筋混凝土板的力学特性。这种破坏一般出现在剪跨比较长的板上。弯曲破坏的组合楼板与普通钢筋混凝土楼板,承载力计算比较容易,但是实际情况下在钢板与混凝土板界面上会发生一定的滑移。(2)纵向剪切破坏当混凝土与压型钢板的界面抗剪切粘结强度不足时,Ⅱ-Ⅱ截面发生剪切破坏,这种破坏形式为压型钢板-混凝土组合楼板的主要破坏模式之一。一般纵向剪切破坏的过程如下;①首先在靠近支座附近的集中荷载处出现混凝土裂缝;②压型钢板与混凝土之间的粘接力逐渐消失;③在组合楼板端部出现较大的滑移,由于产生很大的滑移,楼板变形非线性地增加;④失去组合作用能力,组合楼板的压型钢板与混凝土板各自抵抗弯曲;这种纵向剪切破坏是单向组合楼板的主要破坏形式,其破坏模式再分如下两种。1)脆性破坏()脆性破坏的特性是可以发现过早的端部滑移,而且在组合楼板尚未达到极限弯矩以前,由于不足以抗剪切粘结能力,产生过大的纵向滑移而失去组合作用。有试验数值表明,脆性破坏的特性是一般不会超过生滑移时荷载的10%,%。(2)延性破坏()端部的滑移量较小,发生早期的端部滑移后,还可以发挥一定的抵抗能力。一般该极限荷载大于过早发生滑移时的荷载。由于抗剪连接件的粘接作用,虽然发生过早的端部滑移后组合楼板的强度减低,但还可以通过两种材料的组合作用发挥良好的抗剪性能。试验结果也显示有剪切连接件的试件出现延性破坏,端部的早期滑移小于脆性破坏的试件的滑移。当发生早期滑移时,剪切应力的变化较大,这可能是由于化学粘结力的影响。(3)竖向破坏这种破坏模式只有当组合楼板的高跨比很大、荷载较大,尤其是在集中荷载作用时,支座最大剪力处(Ⅲ-Ⅲ)沿斜截面发生剪切破坏。这种破坏模式较不常见。简支组合楼板在使用阶段应对如下承载力进行计算;正截面抗弯承载力、纵向抗剪承载力、斜截面抗剪承载力以及集中荷载作用下的抗冲切承载力。一般情况下组合楼板的承载力由正截面抗弯承载力和纵向抗剪承载力控制。,由正截面抗弯承载力控制。其计算一般采用塑性方法,有时也可以采用弹性方法计算。下面首先介绍弹性方法,然后介绍塑性计算方法。,可以在材料力学的基础上进行计算,但材料力学只是对单质连续弹性体的,因此,为将两种不同的材料视为同一种材料,将压型钢板和受拉钢筋的截面换算成混凝土截面面积,乘以(混凝土和压型钢板的弹性模量比值),或者将混凝土截面面积除以弹性模量比值,从而换算成同一种材料。由合力大小不变条件,可得(2—1)(2—2)而由应变协同条件,可得(2—4)(2—5)将(2-4)带入式(2-2),可得(2—6)或(2—7)将组合楼板截面换算成等效的同一截面以后,可以按照材料力学方法计算相应截面几何特征值。,假设材料之间不出现滑移,组合楼板的抗弯承载力按以下方法计算。对于混凝土顶面正应力,(2—8)对于压型钢板的应力(2—9)式中:M—截面弯矩设计值;I—

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