型鋼混凝土組合樓板結構設計思考范文

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摘要:

型鋼混凝土結構具有良好的耐久性和耐火性，節約鋼材，受力性能好，承載力高，施工周期短，抗震性能好的特點，本文簡要介紹輕鋼屋面板結構設計及連接設計常見的幾個問題。

關鍵詞:

型鋼混凝土結構；壓型鋼板；組合樓板；節點設計

型鋼混凝土結構具有良好的耐久性和耐火性，節約鋼材，受力性能好，承載力高，施工周期短，抗震性能好的特點，可用于非抗震區和抗震設防烈度為6～9度的多層、高層建筑和一般構筑物。型鋼混凝土組合樓蓋的應用更加廣泛，但其結構及構造要求具有獨特性。型鋼混凝土組合樓板分為組合樓板和非組合樓板，主要區別為:①組合樓板中的壓型鋼板不僅作為永久性模板，而且代替混凝土板的下部受拉鋼筋與混凝土一起共同工作，承受包含自重在內的樓面荷載;②非組合樓板中壓型鋼板僅用作永久性模板，不考慮與混凝土共同工作。

1型鋼混凝土組合樓板材料

⑴壓型鋼板鋼材宜為Q235，作為組合樓板與非組合樓板用的壓型鋼板，宜采用鍍鋅鋼板，鍍鋅量宜小于120g/㎡。⑵一般需選用帶齒槽或壓痕的壓型鋼板，沒有帶齒槽或壓痕的壓型鋼板多數適用于非組合板，如用于組合板中，必須在板的上翼緣上焊橫向附加鋼筋，以提高疊合面的抗剪能力。⑶用于組合樓板的壓型鋼板厚度≥0.75mm，用于非組合樓板的壓型鋼板厚度≥0.5mm，澆筑壓型鋼板的波槽平均寬度≥50mm，當在槽內設置栓釘時，壓型鋼板的總高度≤80mm。⑷組合樓板的壓型鋼板有開口型板、縮口型板和閉口型板，詳見圖1.1。⑸混凝土強度等級不宜低于C25。⑹組合樓蓋用抗剪連接件有焊釘、槽鋼及彎筋等，對于重要建筑或受動荷載作用的焊釘應選用鎮靜鋼。栓釘選用優質DL鋼或M15號鋼，鋼筋選用HPB300或HRB335，槽鋼選用Q235。

2型鋼混凝土組合樓板設計原則

⑴直接承受熱源影響或在露天條件下的組合樓板結構，應考慮由于溫差、混凝土收縮引起的溫度收縮應力。⑵一般不用于直接承受動荷載的建筑。⑶組合樓板與非組合樓板施工階段設計原則:①作為澆筑混凝土底模的壓型鋼板按彈性方法進行強度和變形驗算;②計算時應計入臨時支撐的影響，但考慮到下料的不利情況，可按兩跨連續板或單跨簡支板進行計算;③永久荷載:壓型鋼板、鋼筋及混凝土等自重，確定混凝土自重時應考慮撓曲效應，當撓度v大于20mm時，在全跨應增加0.7v厚度的混凝土均布荷載，或增設臨時支撐;④可變荷載:主要為施工荷載，宜取不小于1.5KN/㎡;⑤壓型鋼板撓度限值可取L/180(L為板跨度)。⑷組合樓板與非組合樓板使用階段設計原則:①按照常規鋼筋混凝土樓板的設計方法進行設計;②應驗算正截面抗彎能力，縱向抗剪能力，斜截面抗剪能力，如有較大集中荷載，還需驗算局部荷載作用下的抗沖切能力;③承受的荷載主要包括壓型鋼板及混凝土自重、面層及構造層的自重、樓板下吊掛的天棚、管道等的自重以及樓面上的設備與使用活荷載等;④當壓型鋼板上的混凝土厚度為50～100mm時，按簡支單向板計算組合樓板強邊(順肋)方向的正彎矩，強邊方向的負彎矩按固端板取值，不考慮弱邊方向的正彎矩;⑤當壓型鋼板上的混凝土厚度大于100mm時，板的承載力應按照雙向板或單向板進行計算，但板的撓度仍應按強邊方向的簡支單向板計算;⑥壓型鋼板撓度限值可取L/360(L為板跨度);⑦組合樓板負彎矩部位混凝土裂縫寬度的驗算，可忽略壓型鋼板作用，即按混凝土板及其負鋼筋計算板的最大裂縫寬度，正常環境下裂縫寬度≤0.3mm，室內高濕度環境和室外時≤0.2mm。⑧一般要求組合樓板的自振頻率控制在15HZ以上。

3構造要求

⑴栓釘的構造要求。①為了阻止壓型鋼板與混凝土之間的滑移，在組合樓板的端部均應設置栓釘，栓釘應設置在端支座的壓型鋼板凹肋處，栓釘應穿透壓型鋼板，并焊接在鋼梁翼緣上;②栓釘直接不得大于19mm，＜3m時d=13～16mm，=1～6m時d=16～19mm，＞6m時d=19mm;③栓釘間距:沿著梁軸線方向s≥5d，沿垂直于梁軸線方向s≥4d，距鋼梁翼緣邊的邊距s≥45mm;④栓釘頂面保護層厚度應不小于15mm，栓釘焊后高度應高出壓型鋼板頂面30mm以上。⑵壓型鋼板的構造要求。①壓型鋼板開孔處，宜采取加強措施，當板上開洞且較大時，應在洞口周圍配置附加鋼筋，附加鋼筋的總面積應不少于壓型鋼板被削弱部分的面積;②組合板的總厚度不應小于90mm，鋼鋪板表面上的厚度不應小于50mm。⑶組合板鋼筋混凝土層的配筋要求。①為組合樓板提供儲備承載力設置附加抗拉鋼筋;②在連續組合樓板或懸臂組合樓板的負彎矩區配置連續鋼筋;③在集中荷載區段和孔洞周圍配置分布鋼筋;④為改善防火效果配置受拉鋼筋;⑤連續組合樓板中間支座負彎矩區的上部鋼筋，應伸過板的反彎點，并應留出錨固長度和彎鉤，下部縱向鋼筋在支座處應連續配置;⑥按簡支板設計的連續組合樓板，抗裂鋼筋截面面積應大于相應混凝土截面的最小配筋率0.2%;抗裂鋼筋的配置長度從支撐邊緣算起不小于(為板跨度)，且應與不少于5根分部鋼筋相交;抗裂鋼筋直徑應不小于4mm，最大間距為150mm，順肋方向抗裂鋼筋保護層厚度宜為20mm;與抗裂鋼筋垂直的分布筋直徑，不應小于抗裂鋼筋直徑的2/3，其間距不應大于抗裂鋼筋間距的1.5倍;⑦集中荷載作用部位的配筋:非組合板應按鋼筋混凝土板設置鋼筋，連續組合板及懸臂板的負彎矩區應按計算配置負彎矩鋼筋，且總量不小于0.002bh;⑧板端板面構造配筋:為了防止混凝土收縮及溫度等影響，也為了起到分布荷載的作用，應在混凝土板中配置分布鋼筋網，其面積可取這部分混凝土面積的0.1%。⑷組合板載鋼梁上的支撐長度不應小于75mm，其中壓型鋼板在鋼梁的支撐長度不應小于50mm;無論端支座或連續板的中間支座均應符合此要求，支撐與鋼筋混凝土梁或砌體結構上時，組合板的支撐長度不應小于100mm，其中壓型鋼板的支撐長度不應小于75mm，可詳見圖3.1。

4結束語

型鋼混凝土組合樓板雖然有很多優點，但因壓型鋼板與混凝土之間粘結力較差，經常發生破壞的模式有:①當豎向粘結力不足時，可能在掀起力作用下使混凝土與壓型鋼板發生局部豎向分離，喪失組合作用，②在組合板端部，混凝土與壓型鋼板發生滑移，因此組合板在端部與支承梁連接處，如果剪力連接件抗剪強度不足以抵抗較大的剪切滑移時，也將因局部破壞而使組合板喪失承載能力。因此為了確保型鋼混凝土組合樓板結構設計的可靠性，對壓型鋼板材質、尺寸以及與鋼梁之間連接件有較高要求，特別是在組合板與支承梁的連接處配置足夠量的連接件，防止破壞的發生。

參考文獻

［1］YB9238－92．《鋼－混凝土組合樓蓋結構結構設計與施工規程》．

［2］鋼結構設計手冊(下冊)(第三版)．《鋼結構設計手冊》編輯委員會．

［3］05SG522．鋼與混凝土組合樓(屋)蓋結構構造。

作者：劉艷芳 單位：武漢鐵四院工程咨詢有限公司