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压型钢板的设计及截面特性

发布日期:2020-12-31 15:42:47浏览次数:

压型钢板-混凝土组合楼板是一种新型的组合结构,因其能充分利用钢材与混凝土2种材料的优良特性而被越来越多地应用到大跨结构高层建筑中,有着广阔的发展前景。由于压型钢板-混凝土组合楼板的诸多优异性能,近年来受到广泛关注,我国专家学者在其受力及变形等方面也进行了大量研究。

本文结合塔楼工程,对其所用压型钢板进行设计,特别是对其施工阶段截面受弯承载力和挠度进行验算,同时还对压型钢板-混凝土组合楼板进行了使用阶段截面受弯承载力、斜截面承载力、挠度和自振频率的验算,以确保工程所用压型钢板满足应用要求。

与普通钢筋混凝土地板相比,压型钢板混凝土组合地板具有施工工期短的自重小、节约材料的结构抗震性能的有效利用地板结构的使用空间。与传统木模板相比,压型钢板混凝土组合地板施工时,发生火灾的概率减少了。

但是,目前我国压板供应商提供的压板断面特性不考虑钢板强度的影响,结构设计和组合地板施工阶段的设计不安全,因此必须对工程使用的压板进行断面弯曲承载力和施工阶段的挠曲检查,确保工程使用的压板满足工程应用要求。
 

压型板取得成功运用于六层,六层地面上35层、高169.85m。殊不知依据基础理论及工作经验剖析,一般在40层上下(大概150m),是高层建筑设计方案的比较敏感高宽比(建筑的较长限度特点将造成建筑规划设计定义转变),这类转变促进建筑设计师务必明确提出合理设计方案防范措施,调节设计方案意识,运用适合的建筑工程技术。

针对塔式超高层建筑结构体系的特殊性、消防需求、施工难点等问题,采用钢梁与压型钢板混凝土组合地板共同作用的设计(简称MST组合梁)。该设计不仅可以节约地板和屋顶钢梁的钢量,还可以减少混凝土的使用量。压型钢板作为混凝土施工浇筑时的永久模板,保留在构件中,减少了模具的拆装时间和成本。

压型板-混泥土组成混凝土楼板对比混凝土结构混凝土楼板的延展性更优越,因而尤其合适于在地震频发地域和多层建筑中应用。大家因此建筑规划设计了型号规格为YX51-305-915的压型板(板宽0.915m),并依据楼层高度的不一样,挑选了不一样的不锈钢厚度(0.8~1.2毫米),确保压型钢板应用的安全系数、合理性及环境保护性。

一、压型钢板的设计及截面特性

现阶段,在普通气候环境中,主要以热镀锌钢板为压板的基板。本文设计生产的压板采用热镀锌钢板为基板材料,带压痕的压板可以增加与混凝土的粘结力,避免压板与混凝土之间滑动的开口型压板作为永久模板,在同等厚度的地板下有效减少混凝土的使用量。

压型钢板设计过程中尝试过多种截面形式,并对不同尺寸及截面特性的压型钢板进行施工阶段和使用阶段的承载能力计算,由验算结果得知,型号为YX51-305-915的压型钢板满足各项性能指标。YX51-305-915压型钢板用镀锌钢板经辊压冷弯成型,截面如图所示。

为张口带压印型的横截面方式,波高h为51mm,波距s为305毫米,合理遮盖总宽b为915毫米。目前使用Cufsm软件,计算了图1截面的形状和尺寸(截面厚度为t=0.8、1.0、1.2mm)的截面形心位置、截面惯性矩Iz和截面抵抗矩Ws等。数值如下图所示。从下图可以看出,截面惯性矩Iz和截面抵抗矩Ws随着压型钢板厚度的增加而线性增强。

二、压型板工程施工及应用环节检算

1、压型板工程施工环节检算

依据规范JGJ99—2015《高层住宅工业建筑钢架结构技术规范》,在工程施工环节,压型板不但做为浇筑混凝土的模版,且在沒有临时性支撑点的状况下,也要担负工程施工载荷。混泥土在做到设计方案抗压强度以前,只做为载荷考虑到。因此,在施工阶段完全按钢结构来验算压型钢板的强度。要求在施工阶段,压型钢板应处于弹性变形阶段,不产生塑性变形。

不加临时支撑时,根据弹性分析,冲压钢板的正截面弯曲承载能力应满足M≤fWs的要求(f为冲压强度设计值)的冲压钢板柔软度是冲压钢板中面各点在该点中面法线上的位移量,如果满足v<[v](允许柔软度),则满足工程的应用要求。

对各种各样薄厚压型板与混凝土楼板开展工程施工环节检算。结果表明,正截面弯曲承载能力检测数据均符合公式M≤fWs,单跨fWs远大于弯曲设计值m,三跨度,双跨度的fWs接近弯曲设计值m,YX51-305-915压型钢板适合单跨度和三跨度的形式,施工阶段的挠曲检测数据均符合公式v<[v],压型钢板的挠曲度随压型钢板厚度的增加而增加。压型钢板施工阶段验算结果表明,所用压型钢板满足工程应用要求。

2、压型钢板-混凝土组合楼板使用阶段验算

与以前的钢筋混凝土地板相比,使用压型钢板混凝土组合地板节省材料价格的30%,显着提高建筑业的竞争力。根据塔楼的实际施工效果,使用研发设计及生产的YX51-305-915型压型钢板,在性能上满足塔楼超高层建筑楼板施工和设计要求,实际应用效果较好,该型号压型钢板在其他工程具有一定的工程推广应用价值。

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