压型钢板的板型对组合楼板抗弯承载力的影响

李婷，戴素娟，马乐阳，彭伟，王安学，徐春杰

（1.山东省土木工程防灾减灾重点实验室，山东　青岛　266590；2.上海中建建筑设计院有限公司，上海　200122）

压型钢板的板型对组合楼板抗弯承载力的影响

李婷1，戴素娟1，马乐阳2，彭伟1，王安学1，徐春杰1

（1.山东省土木工程防灾减灾重点实验室，山东青岛266590；2.上海中建建筑设计院有限公司，上海200122）

在压型钢板-混凝土组合楼板的设计中，压型钢板的板型对组合楼板的承载能力具有重要的影响。文章结合实例，首先讨论了用钢量一定时，不同波形单波距压型钢板的抗弯承载力，得出开口型压型钢板的组合楼板承载力最高；然后探讨了用钢量相同时，不同波形压型钢板组成的单位宽度板的抗弯承载力，得出缩口性压型钢板的组合楼板承载力最高，为组合楼板设计中压型钢板的选用提供一定的参考。

压型钢板；组合楼板；不同板型；抗弯承载力

0　前言

压型钢板—混凝土组合楼板已经被越来越多的应用到民用建筑、高层建筑、大跨建筑中，由于组合楼板能够最大限度的利用钢材受拉和混凝土受压的优点，具有承载力高、刚度大、抗震性好、施工快捷等诸多优点，是有广阔发展前景的一种楼板结构形式。

现行国家标准《建筑用压型钢板》（GB/T12755-2008）［1］中规定了一些标准的压型钢板的型号，但是，很多标准板型并不能满足实际的工程需要，市场上的所用压型钢板的板型往往是不同的厂家、不同的区域所选用的压型钢板的板型都有所不同，其中应用最多的是开口型压型钢板，缩口型、直角型等板型应用较少。压型钢板的板型不同，承载能力也有一定差别，本文对直角型、开口型、缩口型三种板型的压型钢板的抗弯承载能力进行了探讨。

1　研究对象

1.1压型钢板的板型

压型钢板的形式主要有直角型压型钢板、开口型压型钢板、缩口型压型钢板（见图1）；其中开口型压型钢板品种多，使用较广泛。本文拟分析在用钢量一定时，单波距压型钢板的抗弯承载力随着（压型钢板腹板与翼缘水平面之间的夹角）的变化规律，然后讨论了在用钢量一定时，不同波形压型钢板组成的单元宽度板的抗弯承载能力。

图1.1　压型钢板的板型

1.2组合楼板的抗弯承载力计算原则

根据《组合楼板设计》［2］，组合楼板抗弯承载力的计算原则有：

①对组合楼板进行抗弯承载力计算时，采用塑性方法进行计算，符合下列几条基本假定：a.组合楼板的混凝土、压型钢板均已经达到各自的强度设计值；b.组合板中混凝土抗拉强度很低，计算中忽略混凝土抗拉承载力；c.由于压型钢板无混凝土保护层等原因，所以对f、乘以0.8的折减系数。

②组合楼板的抗弯承载力计算是建立在组合板发生适筋破坏的基础上。

2　实例分析

青岛某一钢结构建筑，其楼板拟采用压型钢板—混凝土组合楼板，混凝土选用C30，厚度为50mm，压型钢板采用Q235B F，厚度为1mm，现讨论用钢量一定时，以α为变量（本文α分别取60°、75°、90°、105°、120°、135°六个角度），单波距压型钢板的组合楼板的抗弯承载力M，从而选择最优方案。

2.1不同单波距形式板的抗弯承载力分析

图2　组合楼板抗弯承载力计算简图

组合楼板的抗弯承载力用下面的公式［3］求得：

其中：混凝土使用C30，故fc=14.3N/mm2；压型钢板采用Q235BF，故f=215N/mm2。

α1——受压区混凝土矩形应力图的应力值与混凝土轴心抗压强度设计值的比值，按《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）［3］规定，对混凝土强度等级为C50以下的α1=1.0

B——压型钢板的单元宽度（压型钢板波峰中心点之间的距离）

Ap——压型钢板在单元宽度B范围内的截面面积

y1——压型钢板的中和轴距离下翼缘的距离

yp——压型钢板在单元宽度B内的截面面积，值为

h0——组合板的有效高度

计算结果列于表1中。

以图1表示组合楼板的抗弯承载力随着压型钢板α值的变化规律。

单波距压型钢板用钢量一定的条件下组合楼板的抗弯承载力比较　表1

图1　α-M关系图

分析可知：单波距的压型钢板在用钢量一定的前提下，开口型压型钢板的组合楼板抗弯承载力最高，其次是直角形，最小的是缩口性压型钢板。

2.2不同板型单位板宽的抗弯承载力分析

取1m宽的板计算，组合楼板分别采用直角型、开口形、缩口形三种板型的压型钢板，分析单元板宽内压型钢板的用量相同时，各板型的抗弯承载力。计算简图见图2。

图2　不同板型的组合楼板

以上3种板型的计算结果见表2。

三种方案的比较　表2

分析比较可得：在压型钢板的截面面积相近，即用钢量相近的情况下，缩口型压型钢板的弯矩设计值最大，开口型压型钢板次之，直角型压型钢板的弯矩设计值最小。

3　结语

单波距压型钢板的用钢量一定时，开口型压型钢板的组合楼板抗弯承载力最高。

单位板宽内压型钢板的用钢量一定时，缩口性压型钢板的抗弯承载力最高。建议在设计大跨度压型钢板-混凝土组合楼板，弯矩作用对组合楼板起主导作用时，选用缩口型压型钢板。但是缩口型压型钢板还存在、混凝土浇筑时易出现空隙、混凝土用量相比其他板型较多等问题，有待进一步研究改进。所以，在进行压型钢板的板型的选择时，要综合考虑承载能力、施工条件等多种因素。

［1］GB/T12755-2008，建筑用压型钢板［S］.

［2］GB50010-2002，混凝土结构设计规范［S］.

［3］王静峰，种迅，陈安英.组合结构设计［M］.北京：化学工业出版社，2011.

［4］过镇海，时旭东.钢筋混凝土原理和分析［M］.北京：清华大学出版社，2003.

TU311.4

A

1007-7359（2016）04-0109-02

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.04.043

李婷（1992-），女，山东日照人，山东科技大学在读硕士，研究方向：钢结构工程。