压型钢板与混凝土组合板

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各向异性双向板的内力
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各向异性双向板的承载力

强方向：组合板 弱方向：混凝土板，且仅取压型钢板上部 混凝土
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按组合楼板计算理论(I): 塑性理论计算组合板受弯承载力


《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99-98规定：对压 型钢板和混凝土板共同受力的组合板，正截面受弯承载力 按塑性方法计算，即假定截面受拉区号受压区的材料均能 达到设计强度。 对光面压型钢板，混凝土强度和钢板强度设计值应乘以 0.8的折减系数； 当采用有效措施保证压型钢板和混凝土共同工作时，可不 折减（压痕、刻槽、焊接钢筋等）；

（4）集中荷载处的横向钢筋：

集中荷载处设臵横向钢筋，提高抗冲切承载力； 最小面积：不小于压型钢板顶部混凝土截面的0.2%； 延伸宽度不小于集中荷载的分布宽度bef.
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4.2 端部锚固要求

简支组合板端部和连续组合板各跨板端均需设臵锚 固措施； 与钢梁间锚固措施：


焊接栓钉； 钢板压脚后点焊； 预埋钢板，采用与钢梁相同的锚固措施； 射钉 钢筋插入 拧麻花

与混凝土梁间的锚固措施：



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端部锚固要求

（1）焊接栓钉的最小直径：

跨度3m以下的板：栓钉直径在13~16mm; 跨度3~6m的板：栓钉直径在16~19mm; 跨度6m以上的板：栓钉直径在19mm;

（2）压脚点焊
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端部锚固要求

（3）与混凝土梁连接：

射钉法 钢筋插入 拧麻花
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4.5 开孔补强措施
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4.5 防火保护措施

（1）压型钢板采用防火保护； （2）不采用防火保护，增加受拉钢筋； （3）不采用防火保护，增加楼板厚度。
耐火极限为1.5h的压型钢板：
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5 组合楼板设计实例
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பைடு நூலகம்
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负弯矩区：

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自振频率计算


如果刚度过低，行走或跑跳时会导致结构 振动过大，影响舒适度； 组合楼板的最低自振频率不应小于15Hz； 可按下式估算：
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4 组合板的构造要求



4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6
截面尺寸及配筋要求 端部锚固要求 收边构造 组合板下吊挂连接构造 开孔补强措施 防火要求


压型钢板与混凝土的组合

纵向的粘结破坏
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组合楼板受弯破坏

少筋破坏和超筋破坏
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组合楼板的纵向破坏
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纵向剪力

纵向剪力的产生：传递钢板与混凝土间的拉力
钢板与混凝土间剪应力
剪力图
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破坏形态的影响因素
（1）弯曲破坏 （2）粘结破坏 （3）剪切破坏 Ls:剪跨 As:钢板面积 V:剪力 dp:有效高度

钢板与混凝土间的化学粘结力； 接触面间的摩擦力； 钢板表面凸凹不平与混凝土间产生的机械咬合力。


机理复杂，影响因素多，理论公式复杂且使用 不方便。 构造措施来保证不发生纵向剪切破坏。
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挠度计算


计算模型：顺板槽方向的单向板； 挠度：

无临时支撑：


有临时支撑：

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组合楼板冲切破坏
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组合楼板计算模型
压型钢板之上混凝土板厚度50mm~100mm时：


顺板槽方向：


正弯矩和挠度按承受全部荷载的简支单向板计算； 负弯矩按承受全部荷载的固定板计算； 正、负弯矩不计算。

垂直板槽方向：

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压型钢板之上混凝土板厚度>100mm时：

挠度: 强方向承受全部荷载简支单向板，弱方向不算； 承载力：
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截面尺寸和配筋要求

（3）组合板抗裂钢筋：

简支板支座处的抗裂钢筋，不应小于混凝土截面 的0.2%； 从支承边算起，长度不应小于跨度大1/6； 至少5根分布钢筋； 最小直径4mm；最大间距150mm; 分布钢筋最小直径:抗裂钢筋的2/3；最大间距： 抗裂钢筋的1.5倍。
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截面尺寸和配筋要求
4
不利因素



作为受拉单元参与受力；但暴露在外，耐 火性能差（薄膜效应） 耐腐蚀性能：镀锌层不能太厚（影响与混 凝土的粘结性能；影响栓钉焊接） 造价高，每平米增加50元左右
5
6
压型钢板+混凝土楼板=？？？



（1）压型钢板为主要受力构件，混凝土板为面 层。一般按钢结构设计，不考虑组合作用； （2）压型钢板仅为施工阶段的模板，及施工完 成后的顶棚。一般按混凝土楼板设计，不考虑组 合作用，压型钢板仅考虑防腐； （3）压型钢板参与受力。组合楼板。需考虑防 火，防腐，及压型钢板与混凝土间的粘结措施。
第2讲 压型钢板-混凝土组合楼板
1
0 主要内容



概述 施工阶段压型钢板设计 使用阶段压型钢板设计 构造要求 设计实例
2
1概述

压型钢板 钢筋网

受力钢筋网 分布钢筋网

栓钉 混凝土
3
压型钢板-混凝土组合板的优点

混凝土的模板 施工平台 重量轻，方便运输和吊装 参与受力 肋部便于安装管线等；减轻楼板自重 施工阶段钢梁的侧向支撑

国产缩口、闭口型
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受压翼缘和腹板的有效宽度

受压薄板的局部稳定：
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《冷弯薄壁型钢结构技术规范》
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加劲肋刚度；否则为无效加劲肋
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增强粘结的措施： 压型钢板端部与钢梁的连接
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压型钢板侧边连接

焊接 搭接
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2 施工阶段的压型钢板
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施工阶段的压型钢板
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施工阶段压型钢板设计

弹性计算应用场合

重要建筑，小挠度，不允许裂缝 振动，冲击荷载
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计算方法：材料力学
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计算公式
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组合板斜截面受剪承载力

按混凝土板设计
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组合板冲切受剪承载力
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纵向抗剪承载力计算


要求：在达到截面受弯承载力前，不发生纵向 剪切破坏； 端部不设抗剪连接键的组合板，抗剪承载力主 要有：
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4.3 收边构造：支座处收边构造
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4.4 组合楼板板下吊挂连接构造

（1）闭口型压型钢板
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组合楼板板下吊挂连接构造

（2）缩口型压型钢板
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4.5 开孔补强措施

洞口尺寸：


小于300mm时，可不进行补强； 300~750mm时，洞口周围设臵加强角钢或 加强钢筋； 大于750mm时，设臵加强梁。
施工阶段压型钢板的挠度 + 二期恒载和活荷载引起的挠度 拆除支撑引起的挠度（将支撑反力反向施加于组合板） + 二期恒载和活荷载引起的挠度


最大允许挠度：L/360
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裂缝宽度计算

正弯矩区：

存在压型钢板，不验算裂缝宽度； 按《混凝土结构设计规范》的规定；
正常环境，裂缝宽度小于0.3mm; 高湿度环境或者室外环境，裂缝宽度小于 0.2mm

计算模型：顺槽方向的单向板，弱边方向不计算。
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施工阶段荷载与计算模型

施工阶段压型钢板的荷载：


恒荷载：压型钢板、钢筋和混凝土的自重； 活荷载：工人、施工机械、设备和堆载等；一般不 小于1.5kN/m2. 压型钢板挠度大于20mm时，全垮增加0.7ws厚度 湿混凝土自重；
计算模型：顺板槽方向的单向板，单跨，两跨或 三跨连续板； 压型钢板长度：6.0m~9.0m; 次梁间距：2.1m~4.5m；
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保证压型钢板与混凝土共同工作


混凝土受压 压型钢板受拉



纵向波槽 压痕 焊接钢筋 栓钉
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压型钢板的截面参数

材质：Q215B.F或Q235B.F 厚度：0.8-1.2mm bw: 不小于50mm
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压型钢板的材料

不考虑制作时的冷作硬化效应； 强度设计值
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压型钢板的选用


组合板的总厚度h不应小于90mm； 压型钢板顶部混凝土厚度hc不应小于 50mm； 混凝土强度等级不宜低于C20； 混凝土骨料应小于min{0.4hc, Wr/3, 30mm}
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截面尺寸和配筋要求
（3）组合板配筋： 下列情况下，组合板应配筋：




仅采用压型钢板，承载力不满足要求； 连续组合板或悬臂组合板的负弯矩区； 集中荷载处和空洞周围； 改善防火效果，增加抗拉钢筋（减小荷载 比）； 简支组合板，支座处需配臵抗裂钢筋。
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施工阶段的受弯承载力计算
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压型钢板挠度计算
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不能满足挠度要求时

挠度大于20mm时：

验算强度是否满足要求。 挠度不满足要求时：

压型钢板计算跨度取临时支撑间的距离
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临时支撑
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3 使用阶段的组合楼板设计

破坏模式：

受弯构件
正截面的受弯承载力计算(适筋破坏) 斜截面的受剪承载力计算 局部荷载下的冲切验算