压型钢板-混凝土组合楼板承载力试验测定.pdf

第 3 7卷第 9期 2 01 0年 9月 建筑技术开发 Bu i l d i n g Te c hn i qu e De v e l o pme n t Vo 1 3 7，No 9 S e p 2 01 0 压 型钢 板 一混凝 土 组合 楼 板 承 载 力试验 测定 陈嵘杜红凯 ( 北京 建筑 工程 学院 ； 北京 1 0 0 0 4 4 ) 摘 要 某工 程采用新型压 型钢板 ， 为确定工 程 中 2 6 m跨 度压型钢板 一 混凝 土组合楼板 的实 际承载力 ， 压型 钢板厂 商 委托我试验室测定 该楼板的承载力 。试验室根据 高层 民用建 筑钢结 构技术 规程( J G J 9 9 -1 9 9 8 ) 中的有 关规定 ， 对该 楼板进行足尺试验确定 其承载力 。 关键词 压 型钢板 一混凝 土组 合楼板 ； 试 验测定 ； 承载力 中图分类号 T u 3 1 7 文献标志码 A 文章编号 1 0 0 1 5 2 3 X( 2 0 1 0 ) 0 9 - 0 0 0 5 0 3 随着钢结 构建筑 的增 多 ， 压型钢 板的形式 不断更 新 以便 合理利用材 料 ， 提 高组合 楼 板 的刚度 和延 性 ， 改善 钢板 和混 凝 土的粘 结 ， 便 于 施工 。某 钢 结 构工 程 采 用 Y X 5 01 9 0 7 6 0新 型压型钢板 一混 凝土组 合楼 板 ( 见 图 1 ) ， 钢 构工 程公 司委托 我结 构 试验 室 根 据实 际 设计 图纸 测定 楼 板 承载 力 。 高 层 民 用 建 筑 钢 结 构 设 计 规 程 ( 以 下 简 称 规 程 ) ( J G J 9 9 9 8 ) 第 7 1 7条规 定 ： 使 用 阶段 ， 应 对组 合 楼板 在 全部荷载作 用下 的强度和变形 进行验算 。因此 ， 本试 验须在 考虑楼板 的横截面抗 弯 承载力 、 挠 度 、 斜 截面 抗剪 和纵 向抗 剪承载力 的前 提下 ， 确 定楼 板的承载力 。 1 试 件 及 试 验 设 计 试件采 用本工程 图纸设计 ， 如图 1 。跨度 取本 工程 常用 跨 度 2 6 m。 试验方 案 ： 根据 规程 第 7 1 1 1 条 ： 在使 用阶 段 ， 当压 型钢板上 的混凝 土厚度为 5 01 0 0 m m时 ， 宜符合 下列规 定 ： 组合板强边 ( 顺肋 ) 方 向的正弯矩和挠度 ， 按承受全部 荷载 的 简支单 向板计算 。我们设计三块 板 W1 、 W2 、 W3按 简支三分 P P L 3 l L I 3 I L 3 L =2 6 0 0 板平面 1 1 说明： 1 共制作6 块压型钢板组合楼板 2 下层筋每波谷1 根保护层厚度为2 0 m m 上层钢筋保护层厚度为1 0 删 3 混凝土强度等级为C 3 5 图 1 压 型钢 板 一混凝土组合楼板设计 点加载测定板 的横截 面抗 弯承载力和挠 度 ， 最 后等效 为均布 荷 载 。见 图 2。 图 2 W1 、 W2 、 W3板加载方案 及 1 8号位移测 点布置 根据 规程 第 7 3 6条 ： 组 合板斜截面抗剪 承载力应符 合下式要求 ： V i 0 o v f , b h 。式 中： 组 合板一 个波距 内斜截 面最大剪 力设 计值 ； 第 7 4 7条条 文说 明 ： 组合 板试 验表 明， 板端锚 固可阻止压 型钢板与 混凝土 之问 的滑移 。栓 钉锚 固件应设 置在简 支组合 板端 部 支座 处或 组合 板各 跨端 部 。我们设计三块板 J 4 、 J 5 、 J 6按 简 支 四分 点 加载 测定板 的 斜 截 收稿 日期 ： 2 0 1 00 61 5 作者简介 ： 陈嵘( 1 9 7 6 - ) ， 男 ， 浙江舟 山人 ， 毕 业于北 京建 筑工 程学 院 ， 硕士研究生 ， 讲师 ， 一级注册结构工程师 。 面抗剪和纵 向抗剪 承载力 。 。见 图 3 。 2 试 验 结 果 与 分 析 2 1 三 块 板 三 分 点 加 栽 瓣l 定横 截 面抗 弯 承 栽 力 和 挠 度 图 4 、 图 5 、 图 6为板 W1 、 W2 、 W3在竖 向荷 载作 用下 的 荷载 一跨 中挠度 曲线。 当荷载达到 3 0 4 0 k N时跨 中出现竖 向裂缝 ， 压 型钢板 与混凝土之 间有微小 错动并伴随轻微剥落声 。6 07 0 k N时 跨 中竖 向裂缝开展 ， 向混凝 土受 压 区延伸 ， 挠 度增 幅速度 增 大。根据 规 程 7 3 9条 规定 ： 当用 足尺 试件进 行试 验确定 构 件承载力时 ， 其设计荷载应符合下列规 定之一 ： 5 。 _【 第 9期 陈嵘 ， 等 ： 压 型 铜 板 一混 凝 土 组合 楼 板 承 栽 力试 验 测 定 第 3 7卷 8 0 7 0 6 O 器 3 O 2 O l O O 7 O 6 O 5 O 垂 2 O l 0 0 ； 6 0 藿 P P J 三 4 J 三 2 三 4 今 L= 26 0 0 图 3 J 4 、 J 5 、 J 6板加载方案及 1 8号位移测点布置 0 l O 2 O 3 O 4 0 跨中挠度 mm 图 4板 Wl荷载 一 挠度 0 1 0 2 0 3 0 跨 中挠度 m m 图 5板 W2荷 载 一挠 度 跨中挠度 t r i m 图 6板 W3荷载 一挠度 1 ) 具有完全抗剪连接的构件 ， 其设计荷载应取 静力试验 极 限 荷 载 的 1 2； 2 ) 具有不 完全抗剪 连接 的构件 ， 其设计荷载应取 静力极 限荷 载 的 1 3； 3 ) 挠度达跨度 1 5 0时 的荷载 的一半 。 根据试 验数 据和组合楼板 的构造 ， 本试验采用 第一条规 定 ， 取 静 力 试 验 极 限荷 载 的 1 2， 见表 1 。 6 表 1 板 的横截面 抗弯 能力和挠度 的极 限荷载 板号 极 限荷载 P k N 平均值 k N 1 2平均值 k N W 1 7 0 3 7 W 2 6 3 8 5 6 9 2 3 4 6 W 3 7 3 3 8 将 三 分 点 荷 载 等 效 为 均 布 荷 载 ： P f - s 4 6 2 ： 2 6 q ： 1 7 7 4 k Nm q ： ： 2 2 7 4 kNm 2 b 0 78 压型钢板 混凝土组合楼板的横截面抗弯和挠度的等效均 布荷载设计值为 2 2 7 4 k N m ( 板重除外) ， 挠度为5 0 5 m m 。 2 2三块板 四分 点加载测定斜截 面抗剪和纵 向抗剪承栽力 图 7 、 图 8 、 图 9为 板 J 4 、 J 5 、 J 6在 竖 向荷载 作用 下 的荷 载 一 跨 中挠度曲线。 l n 互 跨中挠度 mm 图 7 板 J 4荷载 一 挠度 2 O 3 O 4 O 跨中挠度 m m 板 J 5茼载 一挠度 5 O 6 O ( 下转第 4 9页) 一 O 8 图 O 第 3 7卷 张定宇 ： 砌体 结构住 宅改造 中拆 除承重墙体 的技 术的研 究 第 9期 2 )根 据 业 主 要 求 ， 拟 将E F 轴 之 间 内 部 墙 体 全 部拆 除。 3 ) 经查看原 设计图纸并踏勘 现场 ， 本设 计采用 拆墙换梁 技术 ， 对 EF轴底层 结构进行加 固改造 。 4 ) 按本 图施工 时 ， 基坑 开挖后应经本设计 人现 场查看核 实方 能继 续施工 。 5 ) 总 的施 工顺 序为 ： 先基 础 ， 再柱 子 ， 再 施工加 固梁 。必 须待柱子 和承重梁混凝 土强 度达 到 1 0 0 设计 强度 后 ， 方 可 拆除梁柱模板 ， 最后拆 除梁下墙体 。 6 ) 材料 ： 混 凝 土 为 C 3 0 ， 钢 筋 为 H P B 2 3 5级 钢 筋 ， = 2 1 0 N m m ， 钢筋为 H R B 3 3 5级钢筋 ， =3 0 0 N m m 。 7 ) 梁 底筋伸 至柱 外侧 并弯折 2 5 0 m m， 梁上 筋伸至 柱外 侧并 向下弯折 3 0 0 m m。 8 ) 所有构件 的钢 筋绑扎 完毕 应 经本设 计人 验 收后 方可 浇 注 混 凝 土 。 9 ) 其余未尽 事宜 ， 按 国家现行施工验收规范执行 。 1 O ) 施 工前 ， 施工 技术 负责 人应先 编 写施 工组 织设计 报 本设计人 审核人共同审定后 ， 方可施工 。 1 1 )基础 待开挖后另行设计 。 6 结 束 语 拆 除承重 墙体进 行房 屋改造 是一 项技 术难度 较高 的工 程 ， 不 仅要保证改造 完成 后结 构 的安全 ， 而 且要 考虑施 工过 程中的安全 。本文 根据 工程 实践 提 出的上 述研 究和探 索可 供今后类似工作地 参考。 参 考 文 献 1 张立人 建筑结构检测 、 鉴定与加 固 武汉 武汉理工大学出版 社 2 0 03 2 G B 5 0 2 9 2 - 1 9 9 9 ， 民用建筑可靠性鉴定标准 北京 中国建筑工 业出版社 ， 1 9 9 9 ( 上接 第 6页) 1 2 0 l o o 8 O 6 o 4 o 2 O O 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 跨 中挠度 mm 图 9板 J 6荷 载 一挠 度 当 荷 载 达 到 4 0 k N左 右 时 ， 压 型 钢 板 与 混凝 土 之 间 有 微 小错 动 。7 09 0 k N时 ， 板跨 中混 凝 土竖 向裂 缝开 展较 快 ， 向受 压区延伸 。到达 1 0 01 2 0 k N时 ， 跨 中压 型钢板 上翼缘 屈曲 ， 两端支 座处压型钢板与混凝 土之间发生较大错 动 。整 个试 验过程 中没有产 生斜 裂缝 。根据 规 程 7 3 9条 规定 计算极 限荷载见表 2 。 表 2斜 截 面 抗 剪 能 力和 纵 向 抗 剪 能 力 板号 极 限荷 载 P k N 平均值 k N 1 2平均值 k N W 1 l O 3 2 9 W2 l 21 1 7 1 l 1 9 2 5 5 9 6 W3 1 1 1 3 1 压型钢板组合楼板 的斜 截面抗 剪和 纵 向抗剪 承载 力 的 等 效 均 布 荷 载 设 计 值 为 2 7 5 9 k N m ( 板 重 除外 )。 将 四 分 点 荷 载 等 效 为 均 布 荷 载 ： P = - - q l 5 5 9 6 = 了1 q 2 6 g ： 21 52 kNm 旦 ： 里：2 7 5 9 k Nmz b 0 78 压型钢板组 合楼板 的横 截 面抗 弯承 载力 和挠 度的 等效 均布荷载设计值 为 2 2 7 4 k N m ( 板 重除外 ) ， 斜截面抗剪和 纵 向抗剪承 载力的等效均布荷载设计值 为 2 7 5 9 k N m ( 板 重除外 ) 。两者取小值 ， 该 板的荷载设计值为 2 2 7 4 k N m ， 满足使用阶段 的荷 载条件 ( 恒载 3 k N m 其 中板重 除外 ， 活 载 3 5 k N m ) 。 3结 论 本文根据 高 层 民用 建 筑钢 结 构技 术 规程 ( J G J 9 9 1 9 9 8 ) 中的有关规定及 相关 文献 ， 对某 工程 中采用 的新型 压 型钢板 一混凝土组合楼板 进行试验 ， 在 考虑楼板的横截 面抗 弯承载力 、 挠度 、 斜截 面抗 剪和纵 向抗剪承载力 的前提下 ， 确 定楼板 的承载力 。 致谢 ： 本研 究得到北 京市工程 结构抗震新技术 学术创 新 团队( 项 目号 ： P H R 2 0 0 9 0 7 1 2 6 ) 资金 支持 。 参 考 文 献 1 混凝 土结构试验方 法标 准， B G 5 0 1 5 2 -1 9 9 2 2 姚谦峰 ， 陈平 ， 编著 土 木工 程 试验 北 京 ： 中国建 筑 工业 出版 社 ， 2 0 0 6 3 聂建 国， 易卫华 ， 雷 丽英 闭 口压型 钢板 一混凝 土组合 板 的纵 向 受剪性能 ， 工业 建筑 ， 2 0 0 3 ， ( 1 2 ) 4 潘红 霞， 何敏娟 ， 蔡 飞 ， 米佳 压 型钢板 一混凝 土组合楼板 纵向受 剪承载力试验研究 建筑结构学报 ， 2 0 0 7 ， ( 6 ) 5 吴蕊 ， 史庆轩 ， 委旭 闭 口压 型钢板 一混凝 土组 合楼板 受剪 承载 力 的试验研究 水利 与建筑 工程学 报， 2 0 0 8 ， ( 1 2 ) 49