钢结构-楼盖设计.ppt

钢结构-楼盖设计.ppt

《钢结构-楼盖设计.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《钢结构-楼盖设计.ppt（74页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

唐山学院土木工程系唐山学院土木工程系14.24.2楼盖的布置方案和设计楼盖的布置方案和设计v楼盖布置原则和方案楼盖布置原则和方案v压型钢板组合楼盖的设计压型钢板组合楼盖的设计21.楼盖结构的方案选择原则楼盖结构的方案选择原则4.2.1楼盖布置原则和方案楼盖布置原则和方案满足建筑设计要求满足建筑设计要求较小自重较小自重受力合理受力合理便于施工便于施工有足够的整体刚度有足够的整体刚度33.用于多、高层建筑的楼板用于多、高层建筑的楼板

（1）现浇钢筋混凝土楼板）现浇钢筋混凝土楼板

（2）预制楼板）预制楼板（3）压型钢板组合楼板）压型钢板组合楼板楼板、梁系楼板、梁系2.多、高层建筑的楼盖结构组成多、高层建筑的楼盖结构组成4常见的次梁布置：

常见的次梁布置：

等跨等间距次梁等跨等间距次梁等跨不等间距次梁等跨不等间距次梁（中间设走廊或不等跨框架中间设走廊或不等跨框架）4.梁系的构成梁系的构成图图4.2.1框架布置方案框架布置方案55.主次梁连接主次梁连接图图4.2.2主次梁简支连接主次梁简支连接6实例主、次梁简支连接主、次梁简支连接74.2.24.2.2压型钢板组合楼盖的设计压型钢板组合楼盖的设计（b）通常的布置方案通常的布置方案（a）不设次梁时的布置方案不设次梁时的布置方案图图4.2.3压型钢板组合楼盖压型钢板组合楼盖8压型钢板的连接压型钢板的连接侧边连接（相互间搭接）：

侧边连接（相互间搭接）：

贴角焊缝贴角焊缝端部连接（和钢梁连接处）：

端部连接（和钢梁连接处）：

贴角焊缝、圆柱头栓钉贴角焊缝、圆柱头栓钉4.2.24.2.2组合板设计组合板设计压型钢板压型钢板尺寸尺寸净厚度（不包括镀层厚度）净厚度（不包括镀层厚度）0.75mm，一般，一般1mm，12mm型号型号板的跨度从板的跨度从15004000mm，最经济的跨度为，最经济的跨度为20003000mm，最，最大跨度达大跨度达12000mm。

9图图4.2.4组合板施工图片组合板施工图片10压型钢板在组合楼盖中用途压型钢板在组合楼盖中用途非组合板（作为永久性模板使用）非组合板（作为永久性模板使用）承受施工荷载、混凝土重量承受施工荷载、混凝土重量组合楼板（模板监受拉钢筋）组合楼板（模板监受拉钢筋）分阶段验算分阶段验算压型钢板承受全部永久荷载和活荷载压型钢板承受全部永久荷载和活荷载混凝土层作耐磨面层使用，并分布集中荷载混凝土层作耐磨面层使用，并分布集中荷载11v依靠压型钢板的依靠压型钢板的纵向波槽纵向波槽传递传递v依靠压型钢板上的依靠压型钢板上的压痕、压痕、小洞小洞或冲成的不闭合的或冲成的不闭合的孔孔眼眼传递传递v依靠压型钢板上焊接的依靠压型钢板上焊接的横横向钢筋向钢筋传递传递v依靠设置于端部的依靠设置于端部的锚固件锚固件传递传递（任何情形下都应当任何情形下都应当设置端部锚固件设置端部锚固件）水平剪力的传递水平剪力的传递图图4.2.5压型钢板与混凝土的连接压型钢板与混凝土的连接12截面设计截面设计1.施工阶段施工阶段强边方向（顺肋）弱边方向图图4.2.6压型钢板强、弱边规定压型钢板强、弱边规定13

（1）计算原则计算原则施工阶段，对组合板的压型钢板，验算施工阶段，对组合板的压型钢板，验算强边强边（顺（顺肋）方向的强度和变形。

肋）方向的强度和变形。

施工荷载下的受弯承载力和变形验算，采用施工荷载下的受弯承载力和变形验算，采用弹性弹性分析法。

分析法。

强边方向的弯矩和挠度，按强边方向的弯矩和挠度，按单向板单向板算。

算。

14

（2）考虑荷载考虑荷载永久荷载：

永久荷载：

压型钢板压型钢板与与混凝土混凝土自重；自重；可变荷载：

可变荷载：

施工荷载施工荷载与与附加荷载附加荷载。

施工荷载的。

施工荷载的标准值取标准值取1kNm2。

此外，尚应以工地实际荷载。

此外，尚应以工地实际荷载为依据，穿过管线等应增加附加荷载为依据，穿过管线等应增加附加荷载。

若跨中挠度若跨中挠度大于大于20mm时，计算混凝土自时，计算混凝土自重时增加重时增加混凝土厚度。

混凝土厚度。

15压型钢板受压型钢板受压部分宽度压部分宽度图图4.2.7组合板计算单元组合板计算单元16（3）承载力验算）承载力验算强度强度f压型钢板抗弯强度设计值压型钢板抗弯强度设计值注：

截面注：

截面W应按有效截面模量计算。

应按有效截面模量计算。

1718（4）变形）变形两跨连续板两跨连续板单跨简支板单跨简支板EIs一个波宽的压型钢板截面抗弯刚度一个波宽的压型钢板截面抗弯刚度施工阶段容许挠度施工阶段容许挠度192.使用阶段使用阶段

（1）可能的破坏形式可能的破坏形式1-1弯曲破坏截面弯曲破坏截面纵向剪切纵向剪切破坏截面破坏截面混凝土垂直剪切破坏截面混凝土垂直剪切破坏截面组合板组合板113322图图4.2.8组合板破坏形式组合板破坏形式20图图4.2.9纵向剪切破坏防止构造措施纵向剪切破坏防止构造措施21板厚板厚100mm时时1）正弯矩计算）正弯矩计算:

单向弯曲简支板。

单向弯曲简支板。

2）负弯矩计算）负弯矩计算:

单向弯曲固支板。

单向弯曲固支板。

板厚板厚100mm时时1）0.5e0.55h0时，取时，取x=0.55h0h0:

组合板有效高度组合板有效高度yp:

压型钢板截面应力合力至混凝土压型钢板截面应力合力至混凝土受压区截面应力合力的距离受压区截面应力合力的距离b:

压型钢板的波距压型钢板的波距AP:

压型钢板压型钢板波距内波距内的截面面积的截面面积hc:

压型钢板压型钢板顶面以上顶面以上混凝土厚度混凝土厚度f:

压型钢板钢材的抗拉强度设计值压型钢板钢材的抗拉强度设计值28当当ApffchcB时，塑性中和轴在压型钢板内时，塑性中和轴在压型钢板内图图4.2.12组合板横截面受弯承载力计算简图组合板横截面受弯承载力计算简图（中和轴在压型钢板截面内）（中和轴在压型钢板截面内）b29式中式中Ap2塑性中和轴塑性中和轴以上以上的压型钢板面积；的压型钢板面积；yp1、yp2压型钢板压型钢板受拉区受拉区截面拉应力合力分别至截面拉应力合力分别至受受压区压区混凝土板截面和压型钢板截面压应力合力的距离混凝土板截面和压型钢板截面压应力合力的距离30斜截面抗剪能力斜截面抗剪能力式中式中Vm组合板斜截面上的最大剪力设计值组合板斜截面上的最大剪力设计值；ft混凝土轴心抗拉强度设计值；混凝土轴心抗拉强度设计值；b组合板平均肋宽；组合板平均肋宽；h0组合板的有效高度。

组合板的有效高度。

抗冲切强度计算抗冲切强度计算可参照可参照混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范31式中式中FL组合板的冲剪力设计值：

组合板的冲剪力设计值：

um临界周界长度；临界周界长度；ft混凝上轴心抗拉强度设计值混凝上轴心抗拉强度设计值；hc混凝土最小浇筑厚度。

混凝土最小浇筑厚度。

图图4.2.13剪力临界周界剪力临界周界32As，Is（5）正常使用极限状态验算）正常使用极限状态验算n挠度挠度组合板的挠度分别按荷载组合板的挠度分别按荷载短期效应短期效应组合和荷载组合和荷载长期效应长期效应组合计算组合计算换算成钢截面等效刚度换算成钢截面等效刚度B图图4.2.14刚度计算简图刚度计算简图33均布荷载标准值均布荷载标准值将组合板中的混凝土截面换算成单质的将组合板中的混凝土截面换算成单质的钢钢截面截面的等效截面惯性矩的等效截面惯性矩全截面有效时全截面有效时组合板中和轴组合板中和轴至受压区边缘的距离至受压区边缘的距离压型钢板和混凝土的截面面积压型钢板和混凝土的截面面积压型钢板和混凝土各自对压型钢板和混凝土各自对自身自身形心轴的惯性矩形心轴的惯性矩组合板截面有效高度，即组合板受压区边缘至压组合板截面有效高度，即组合板受压区边缘至压型钢板重心的距离型钢板重心的距离组合板受压区边缘至组合板受压区边缘至混凝土混凝土截面重心的距离截面重心的距离34n裂缝宽度裂缝宽度组合板组合板负弯矩区负弯矩区的最大裂缝宽度，按的最大裂缝宽度，按混凝土结构设混凝土结构设计规范计规范的规定计算。

的规定计算。

n振动控制振动控制组合板自振频率组合板自振频率永久荷载作用下组合板的最大挠度永久荷载作用下组合板的最大挠度支撑条件系数支撑条件系数两端简支两端简支一端简支，一端固定一端简支，一端固定两端固定两端固定35图图4.1.15（非）组合板配筋构造（非）组合板配筋构造跨中受力钢筋跨中受力钢筋36图图4.2.16（非）组合板配筋构造（非）组合板配筋构造支座负筋支座负筋37图图4.2.17（非）组合板配筋构造（非）组合板配筋构造其他构造钢筋其他构造钢筋38一简支组合板截面尺寸如图所示，板跨度为一简支组合板截面尺寸如图所示，板跨度为3.3m。

压型钢板。

压型钢板厚度厚度t=1.2mm，其上混凝土厚度，其上混凝土厚度hc=100mm，采用，采用C25混凝土。

混凝土。

施工阶段永久荷载标准值为施工阶段永久荷载标准值为4kN/m2，活荷载标准值为，活荷载标准值为1.5kN/m2；使用阶段，永久荷载标准值为；使用阶段，永久荷载标准值为6kN/m2，活荷载标，活荷载标准值为准值为2.5kN/m2。

试验算承载能力。

试验算承载能力。

例例题题39解：

解：

404142组合梁组成及特点组合梁组成及特点图图4.2.18组合梁组成组合梁组成43组合梁：

组合梁：

由由梁梁与与钢筋混凝土翼板钢筋混凝土翼板通过通过抗剪连接件抗剪连接件组合成为整体而共同工作的一种受弯构件。

组合成为整体而共同工作的一种受弯构件。

优点：

优点：

提高结构的强度、刚度，节约钢材，降低造提高结构的强度、刚度，节约钢材，降低造价，减轻结构自重，具有显著的技术经济效果。

价，减轻结构自重，具有显著的技术经济效果。

缺点：

缺点：

p耐火性能差耐火性能差；p加设加设焊接连接件焊接连接件。

44图图4.2.19组合梁中钢梁截面形式组合梁中钢梁截面形式45图图4.2.20组合梁抗剪栓钉组合梁抗剪栓钉46抗剪栓钉的布置抗剪栓钉的布置抗剪栓钉抗剪栓钉图图4.2.21抗剪栓钉的布置抗剪栓钉的布置47压型钢板与抗剪栓钉的连接图图4.2.22压型钢板与抗剪栓钉的连接压型钢板与抗剪栓钉的连接48组合梁构造要求组合梁构造要求材料材料1.混凝土混凝土2.不低于不低于C202.钢筋钢筋HPB235HRB3353.钢材钢材4.Q235Q3454.连接件连接件5.小型号槽钢、栓钉、弯起钢筋小型号槽钢、栓钉、弯起钢筋49组合梁截面尺寸组合梁截面尺寸1.截面高度截面高度简支梁（简支梁（1/181/12）l，一般取，一般取l/152.混凝土楼板厚度混凝土楼板厚度常用厚度常用厚度100mm、120mm、140mm、160mm3.钢梁截面尺寸钢梁截面尺寸hs0.4h（h为组合梁高度）为组合梁高度）4.混凝土翼板的有效宽度混凝土翼板的有效宽度50钢梁间净距钢梁间净距sn的的1/2，且不超过混凝土翼板实际且不超过混凝土翼板实际外伸长度外伸长度钢梁计算跨度钢梁计算跨度图图4.2.23组合梁翼板有效宽度组合梁翼板有效宽度515.板托尺寸板托尺寸板托板托顶部宽度顶部宽度与板托高度与板托高度hc2之比不应小于之比不应小于1.5，且，且板托的板托的高度高度不应大于混凝土不应大于混凝土板厚度板厚度的的1.5倍倍图图4.2.24板托构造板托构造52组合梁工作原理组合梁工作原理4.2.25组合梁工作原理组合梁工作原理53截面设计截面设计1.计算方法计算方法塑性方法：

塑性方法：

承载能力计算承载能力计算2.施工阶段施工阶段计算强度、稳定、挠度计算强度、稳定、挠度3.使用阶段使用阶段弹性方法：

弹性方法：

挠度计算挠度计算54组合梁截面基本假定组合梁截面基本假定1）混凝土翼板与钢梁有）混凝土翼板与钢梁有可靠的相互连接可靠的相互连接；2）位于塑性中和轴一侧的）位于塑性中和轴一侧的受拉混凝土受拉混凝土，因为开，因为开裂而裂而不参加工作不参加工作；混凝土的受压区为；混凝土的受压区为均匀受压均匀受压，混凝土达到抗压强度设计值；混凝土达到抗压强度设计值