压型钢板—混凝土组合连续楼板受力性能研究
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摘要
本文着重研究了压型钢板—混凝土组合连续楼板的承载力、挠度计算以及弯矩调幅。文中提出了双跨连续组合板承载力计算的分析模型，并采用普通钢筋混凝土方法对组合板进行了极限承载力计算，提出组合板在计算极限承载力时不宜按压型钢板全截面屈服的观点。本文还提出了组合连续楼板的挠度计算方法，并给出了对称集中线荷载作用下的计算公式。
为验证本文观点，我们采用中澳合资生产的BONLOK-2W压型钢板设计了5个不同截面高度、不同混凝土强度和不同负弯矩钢筋数量的压型钢板—混凝土组合连续楼板足尺试件，进行了跨中对称集中线荷载下的试验，取得了较为翔实可靠的数据。通过整理分析，对组合连续楼板的受力性能作出了评价。试验结果表明组合板在承载力极限状态时压型钢板并非全截面屈服，而本文采用的承载力分析模型和方法是可行的，其计算结果与实测值吻合良好。挠度计算结果也与实测挠度较好地吻合，证明了本文挠度计算方法的可行性和准确性。最后根据对连续组合楼板弯矩调幅的讨论，文中提出了组合连续板合适的调幅范围。
This paper had a special study on the continues-floors composed with cold-formed steel deck and concrete. The main contents include: the capacity of composite floors, the calculation of deflection, and the redistribution of bending moments. A study model on the capacity of the composed section is presented in this paper. Using the conception of the common reinforced concrete, the paper gives the theoretical results of the capacity. With the analysis and the theoretical results, the paper presents that the section of steel deck should not be all accounted when we analysis the capacity of the composed section. The paper also presents a new method on the deflection calculating of the composite floors, and gives a formulation of the composite continues-floors under the loads distributed across the mid-span section.
In order to prove the points given in this paper, using the B0NLOK-2W cold-formed steel deck, we made five composite continues-floors in real size. The five composite continues-floors different in the section-height, the concrete-strength, and the number of reinforce resisting the negative moment. Under the loads distributed across the mid-span section, we tested the floors. In the tests the detailed and trustworthy data was obtained. With the experimental results the paper gives the commentary on the properties of the composite continues-floors. The Tests showed that the steel deck did not all yield, and proved the model and the method used in this paper are practical, for the tested results agree to the calculating ones. The Tests also proved that the method on the deflection calculating of the composite floors is feasible and accurate. In its last section, according to the discussion of the redistribution of the bending moments, the paper gives an acceptable redistribution factor of the composite continue
s-floors.
为验证本文观点，我们采用中澳合资生产的BONLOK-2W压型钢板设计了5个不同截面高度、不同混凝土强度和不同负弯矩钢筋数量的压型钢板—混凝土组合连续楼板足尺试件，进行了跨中对称集中线荷载下的试验，取得了较为翔实可靠的数据。通过整理分析，对组合连续楼板的受力性能作出了评价。试验结果表明组合板在承载力极限状态时压型钢板并非全截面屈服，而本文采用的承载力分析模型和方法是可行的，其计算结果与实测值吻合良好。挠度计算结果也与实测挠度较好地吻合，证明了本文挠度计算方法的可行性和准确性。最后根据对连续组合楼板弯矩调幅的讨论，文中提出了组合连续板合适的调幅范围。
This paper had a special study on the continues-floors composed with cold-formed steel deck and concrete. The main contents include: the capacity of composite floors, the calculation of deflection, and the redistribution of bending moments. A study model on the capacity of the composed section is presented in this paper. Using the conception of the common reinforced concrete, the paper gives the theoretical results of the capacity. With the analysis and the theoretical results, the paper presents that the section of steel deck should not be all accounted when we analysis the capacity of the composed section. The paper also presents a new method on the deflection calculating of the composite floors, and gives a formulation of the composite continues-floors under the loads distributed across the mid-span section.
In order to prove the points given in this paper, using the B0NLOK-2W cold-formed steel deck, we made five composite continues-floors in real size. The five composite continues-floors different in the section-height, the concrete-strength, and the number of reinforce resisting the negative moment. Under the loads distributed across the mid-span section, we tested the floors. In the tests the detailed and trustworthy data was obtained. With the experimental results the paper gives the commentary on the properties of the composite continues-floors. The Tests showed that the steel deck did not all yield, and proved the model and the method used in this paper are practical, for the tested results agree to the calculating ones. The Tests also proved that the method on the deflection calculating of the composite floors is feasible and accurate. In its last section, according to the discussion of the redistribution of the bending moments, the paper gives an acceptable redistribution factor of the composite continue
s-floors.
引文
[1] 冯世伟，中国工商银行总行营业办公楼钢结构安装，《施工技术》，1997．No．7
[2] 王元清、石永久，大连新世纪大厦钢一混凝土组合结构方案设计与分析，《钢结构》，1997，Vol．12，No．35
[3] 陈瑜、江文雅，压型钢板建筑的设计和构造处理，建筑科学，1996．No．1
[4] 李风、陈琳，轻型钢结构建筑的应用与发展，2000．No．5
[5] 吕志中，压型钢板及其在工业建筑中的应用，安徽建筑，2000．No．1
[6] 赵鸿铁著，钢与混凝土组合结构，科学技术出版社，2001
[7] [美] 于炜文著，董军、夏冰青译，《冷成型钢结构设计(原文第三版)》，中国水利水电出版社，知识产权出版社，2003
[8] 汪沁冽，压型钢板与混凝土组合楼板的组合效应，工业建筑，1985．9
[9] 袁泉，压型钢板—混凝土组合楼板的剪切粘结强度，冶金部建筑研究总院硕士论文，1988
[10] 张培卿，压型钢板—混凝土简支组合楼板的工作性能研究，哈尔滨建筑工程学院硕士论文，1988．7．
[11] 张培卿、刘文如，压型钢板—混凝土组合楼板正截面承载力的实验研究，哈尔滨建筑工程学院学报，1994．8，Vol．27，No．4
[12] 张培卿、刘文如，压型钢板—混凝土组合楼板挠曲变形计算理论研究，青岛建筑工程学院学报，1991，Vol．12，No．1
[13] 张培卿、刘文如，压型钢板—混凝土组合楼板挠曲变形实用计算方法，哈尔滨建筑工程学院学报，1992．12，Vol．25，No．4
[14] 邓秀泰、聂建国，U200压型钢板与混凝土组合楼板受力性能的试验研究，郑州工学院学报，1989．2，Vol．10，No．1
[15] 宋春燕，压型钢板—混凝土连续组合板内力重分布试验研究，郑州工学院硕士论文，1988
[16] 陈世鸣，连续跨压型钢板—混凝土组合楼板的承载力，《钢结构》，2001．4，Vol．16，No．54
[17] 陈世鸣，压型钢板—混凝土组合楼板的承载能力研究，《建筑结构学报》，2002．6，
Vol．23，No．3
[18] 何保康、赵鸿铁，压型钢板与混凝土组合楼板的设计，《工业建筑》，1985．9．
[19] 王祖恩，不同形式的压型钢板—混凝土组合楼板的承载力计算与比较，《建筑技术开发》，1996．4
[20] Max L. Porter, Highlights Of New ASCE Standard On Composite Slabs, Composite Construction, 1986
[21] 林春娇，压型钢板—混凝土组合板组合效应的研究，广西大学土木建筑工程学院硕士论文，1999
[22] 严正庭，钢与混凝土组合板的极限状态设计，《工业建筑》，1985．9．
[23] Max L. Porter, E. Ekberg, Jr.: Design Recommendations For Steel Deck Floor Slabs, Journal Of The Structural Division, Proceedings of ASCE, November 1976,Vo1.102, No.ST11
[24] 中华人民共和国国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB50018-2002)
[25] 中华人民共和国国家标准《混凝土结构设计规范》(GB50018-2002)
[26] M. · L · Poter, E · Ekberg, Jr, Lowell F · Greiman and Hotten A · Elleby: Shear-Bond Analysis of Steel-Deck-Reinforced Slabs, Journal of The Structural Division, Proceedings of ASCE, December 1976,Vol. 102, No. ST 12
[27] 邓秀泰、聂建国，U200压型钢板与混凝土组合楼板受力性能的试验研究，郑州工学院学报，1989．2，Vol．10，No．1
[28] 高向东，钢—混凝土连续组合梁塑性铰特性及内力重分布，哈尔滨建筑工程学院硕士论文，1988．7
[29] 张眉河，钢—混凝土组合梁负弯矩区工作性能试验研究，清华大学硕士论文，1995．2
[30] [日] 池田尚治等著，李先瑞等译，《钢—混凝土组合结构设计手册》，地震出版社，1992
[31] 王娴明编著，《建筑结构试验》，清华大学出版社，1999
[32] [英] B·P·休斯 著，俞同华 等译，《钢筋混凝土设计的极限状态理论(第三版)》，同济大学出版社，1992
[32] L. D. Luttrell, S. Prasannan, Strength Formulations For Composite Slabs
[33] Jan Stark,Design Of Composite Floors With Profiled Steel Sheet
[34] 周起敬著，钢与混凝土组合结构设计手册，中国建筑工业出版社，1991
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