【正文】 五 、 壓型鋼板計算 （ 施工階段 ） 所受荷載 施工荷載 ， 包括人 、 設(shè)備和材料 ， 大于 濕的砼 、 壓型鋼板自重 正應(yīng)力 剪應(yīng)力 腹板局部承載力 折算應(yīng)力 計算內(nèi)容 剛度 強(qiáng)度 正應(yīng)力計算 σ max≤ f 剪應(yīng)力計算 τmax≤ fv 折算應(yīng)力計算 （ σ /[σ ]） 2 + （ τ /[τ ]） 2 ≤ A B A B 腹板局部承載力計算 原因 壓型鋼板較薄 腹板可能受較大集中力或支座反力 腹板壓跛 (Web Crippling) 為避免壓跛現(xiàn)象出現(xiàn)，根據(jù)歐洲所做的大量試驗，以及我國現(xiàn)行國 家標(biāo)準(zhǔn) 《 冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范 》 建議采用如下公式進(jìn)行驗算 式中 ——支座反力； ——一塊腹板的局部受壓承載力設(shè)計值； ——鋼材抗壓強(qiáng)度設(shè)計值； ——系數(shù)，中間支座取 ，端部支座取 ； ——腹板厚度（ mm）； ——支座處的支承長度 100 mm＜ ＜ 200 mm,端部支座可取 ＝ 100 mm； ——腹板傾角（ 45176。 ＜ ＜ 90176。 ）。 壓型鋼板剛度驗算 （ 5）撓度驗算 壓型鋼板在施工階段應(yīng)進(jìn)行撓度計算。當(dāng)均布荷載作 用時 簡支板 雙跨連續(xù)板 式中 ——板的撓度； ——單位寬度均布短期荷載值，取荷載標(biāo)準(zhǔn)值； ——壓型鋼板彈性模量； ——單位寬度均布壓型鋼板的慣性矩； ——板的容許撓度。 根據(jù)我國近十年來的工程實驗經(jīng)驗，對于應(yīng)用于樓板中的壓型鋼板，其最大撓度不應(yīng)超過跨度的 1/200和 20mm的 較小值。 六 、 組合板計算 （ 使用階段 ） 所受荷載 使用荷載 砼 、 壓型鋼板自重 橫截面抗彎強(qiáng)度 疊合面抗剪強(qiáng)度 集中力作用下的抗沖切計算 斜截面抗剪強(qiáng)度 計算內(nèi)容 復(fù)雜 ， 不介紹 剛度 強(qiáng)度 橫截面抗彎強(qiáng)度 砼只考慮受壓 ,不考慮受拉 壓型鋼板考慮受拉 、 壓 拉 、 壓材料同時達(dá)到設(shè)計值 計算原則 兩種情形 組合板正截面抗彎能力計算圖 情形 1：中性軸位于壓型鋼板以外 (1)當(dāng) 時 塑性中和軸在壓型鋼板上翼緣以上混凝土內(nèi)（如上圖），組合板的抗彎剛度 按下式計算 式中 ——組合板受壓區(qū)高度，當(dāng)時 ，取 ； ——組合板的有效高度； ——壓型鋼板截面應(yīng)力合力至混凝土受壓區(qū)截面應(yīng)力的合力的距離， 取 ； ——壓型鋼板的波距； ——壓型鋼板波距內(nèi)的截面面積； ——壓型鋼板的抗拉強(qiáng)度設(shè)計值。 情形 2：中性軸位于壓型鋼板以內(nèi) (2)當(dāng)時 塑性中和軸在壓型鋼板內(nèi)（如上圖），組合板的抗彎剛度 按下式計算 式中 ——塑性中和軸以上的壓型鋼板面積； ——壓型鋼板受拉區(qū)截面拉應(yīng)力的合力的距離。 斜面抗剪強(qiáng)度 斜截面承載力計算 組合板的斜截面受剪承載力應(yīng)按下式計算 式中 ——截面高度系數(shù)， ； 當(dāng) mm時，取 mm； 當(dāng) mm時，取 mm； ——組合板斜截面上的最大剪力設(shè)計值； ——混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計值； ——組合板平均肋寬。 集中力作用下的抗沖切計算 抗沖切強(qiáng)度計算 組合板在集中荷載作用下的抗沖切強(qiáng)度按下式計算 式中 ——臨界周邊長度，如下圖所示； ——混凝土最小澆注厚度； ——混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計值。 臨界周邊長度 剛度的計算 fmax ≤ [ f ] 兩個簡化 組合板的等效慣性矩為開裂和不開裂的平均值 將鋼板根據(jù)彈模之比簡化成砼 七 、 抗剪栓釘?shù)臉?gòu)造要求 B、 栓釘應(yīng)設(shè)置在壓型鋼板的凹肋處 穿透鋼板 ， 與壓型鋼板一起焊在 鋼梁上 A、 組合樓板的端部均應(yīng)設(shè)置栓釘 C、 栓釘直徑一般小于 19 mm 板跨小于 3m d = 13mm or d = 16mm 板跨 36 m d = 16mm or d = 19mm 板跨大于 6 m d = 19mm D、 栓釘間距 應(yīng)在每個凹肋處設(shè)置一個，栓 釘間距 S 梁軸線方向： S ≥ 5 d 垂直于梁軸線方向： S ≥ 4 d 距離鋼梁翼緣邊： S ≥ 35mm E、栓釘頂面的砼保護(hù)層 ≥ 15mm 栓釘總高度大于壓型鋼板 30mm 鋼與混凝土組合梁 組合梁的應(yīng)用和發(fā)展 組合梁的應(yīng)用開始于本世紀(jì)（ 20世紀(jì)） 20年代 ，我國從 50年代開始開展組合梁的研究和應(yīng)用。最初主要用于橋梁結(jié)構(gòu)，自 80年代以來，由于在多層及高層建筑中更多地采用了鋼結(jié)構(gòu)，使得組合梁在建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域也得到了長足的發(fā)展。 在設(shè)計方法方面，大約在 60年代以前，組合梁基本上按彈性理論設(shè)計， 60年代開始逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榘此苄岳碚撛O(shè)計。 組合梁是鋼梁和所支承的鋼筋混凝土板通過抗剪連接件組合成一個整體而共同工作的梁。組合梁能更好地發(fā)揮鋼和混凝土各自的材質(zhì)特點，即充分發(fā)揮鋼材的抗拉性能和混凝土的抗壓性能。與單獨工作的鋼梁相比，組合梁的穩(wěn)定性和抗扭性能均有提高，防銹和耐火性能也有所增強(qiáng)，可以節(jié)省鋼 20～ 40％，從而取得較大的經(jīng)濟(jì)效益。 組合梁的整體剛度比鋼梁單獨工作時要大得多，撓度可減小 1/3～ 1/2。如果保持撓度大小不變，則鋼梁高度可減低 15～2 0％，使建筑高度降低。 ? 現(xiàn)行 《 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 》 新增加了下列主要內(nèi)容： （ １ ） 連續(xù)組合梁負(fù)彎矩處的計算方法 。 （ ２ ） 樓板為壓型鋼板組合板時組合梁的設(shè)計 。 （ ３ ） 部份抗剪連接組合梁的設(shè)計 。 部份抗剪連接對梁的強(qiáng)度影響很小 ， 只撓度增大 ， 可節(jié)約連接件和施工費用 。 （４）組合梁的撓度計算（主要是考慮滑移效應(yīng)的折減剛度的計算方法）。 ? 壓型鋼板上現(xiàn)澆混凝土翼板并通過抗剪連接件與鋼梁連接組合成整體后，鋼梁與樓板成為共同受力的組合梁結(jié)構(gòu)。 組合梁的組成及其工作原理 壓型鋼板組合梁通常由三部分組成，即： 鋼筋混凝土翼板、抗剪連接件、鋼梁。 一般規(guī)定 （ 1） 鋼筋混凝土翼板 ——組合梁的受壓翼緣； （ 2） 抗剪連接件 ——混凝土翼板與鋼梁共同工作的基礎(chǔ) ，主要用來承受翼板與鋼梁接觸面之間的縱向剪力；同時可承受翼板與鋼梁之間的掀起力 。 （ 3） 鋼梁 ——在組合梁中主要承受拉力和剪力 ， 鋼梁的上翼緣用作混凝土翼板的支座并用來固定抗剪連接件 ， 在組合梁受彎時 ， 抵抗彎曲應(yīng)力的作用遠(yuǎn)不及下翼緣 ， 故鋼梁宜設(shè)計成上翼緣截面小于下翼緣截面的不對稱截面 。 組合梁的工作原理 ? 1. 組合梁混凝土翼板的形式 組合梁混凝土翼板可用現(xiàn)澆混凝土板、混凝土疊合板或壓型鋼板混凝土組合板。混凝土疊合板翼板由預(yù)制板和現(xiàn)澆混凝土層組成，施工時可在混凝土預(yù)制板表面采取拉毛及設(shè)置抗剪鋼筋等措施，以保證預(yù)制板和現(xiàn)澆混凝土層形成整體。 壓型鋼板上現(xiàn)澆混凝土翼板并通過抗剪連接件與鋼梁連接組合成整體后，鋼梁與樓板成為共同受力的組合梁結(jié)構(gòu)。 組合梁的截面形式和翼板的有效寬度 ? 2. 鋼梁的形式 鋼梁的形式應(yīng)根據(jù)組合梁跨度、荷載、施工條件等綜合考慮。一般來說，采用上窄下寬的焊接工字形截面耗鋼量較少。當(dāng)荷載或跨度較小時，也可采用熱軋 H型鋼或普通工字鋼，或在其下面加一塊蓋板。 當(dāng)跨度較大而荷載相對較小的情況，可考慮采用 H型鋼的腹板切割為鋸齒形，錯開半齒焊合而成的蜂窩梁。它將 H型鋼高度提高約 50％，有較好的經(jīng)濟(jì)效果，而空洞又便于鋪設(shè)管線。 3. 混凝土翼板的計算寬度 計算組合梁時，將其截面視為 T形截面，上部受壓翼緣為混凝土板的一部份甚至全部。由于剪力滯后的影響，混凝土翼板內(nèi)的壓應(yīng)力分布沿寬度方向是不均勻的，所謂計算寬度（即有效寬度）實質(zhì)上是指以應(yīng)力均勻分布為前提的當(dāng)量寬度。 規(guī)范取用的組合梁混凝土翼板有效寬度，系按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn) 《 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 》 GB50010的規(guī)定采用的。 混凝土翼板的有效寬度 取下式中的最小值： 式中 bc bc2——相鄰鋼梁間凈距 s0的 1/2。 公式中最重要的是 bc2值（有些情況 bc1值與 bc2值相等），世界各國或地區(qū)的規(guī)范，對 bc2值的規(guī)定頗不一致，組合梁翼板的計算寬度與梁格尺寸、梁的位置（在樓蓋外側(cè)或中部）、荷載方式（均布或集中荷載）、簡支單跨或連續(xù)等因素有關(guān)，只不過有些國家的規(guī)范忽略了某些因素，而其他規(guī)范又忽略另外一些因素而已。嚴(yán)格說來。樓蓋邊部無翼板時，其內(nèi)側(cè)的 bc2應(yīng)小于中部兩側(cè)有翼板 bc2的；集中荷載作用時的 bc2值應(yīng)小于均布荷載作用的情況；連續(xù)梁的 bc2值應(yīng)小于簡支梁的該值。 此外，各國規(guī)范對 bc2的取值相差較大，與梁跨度 l的關(guān)系從 （美國，一側(cè)有翼板）到 （日本，簡支組合梁）。與板厚有關(guān)與否也不盡統(tǒng)一。對于日本 AIJ的規(guī)定，有試驗證明，在低應(yīng)力時是合適的，但在極限荷載情況下，有效寬度應(yīng)予減小。 總的來看，我國規(guī)范對翼板計算寬度的規(guī)定有些偏大。由于組合梁混凝土板與鋼梁之間僅用連接件連結(jié)，不能考慮兩者完全粘連 ,按理，其計算寬度應(yīng)小于全混凝土的，但規(guī)范的規(guī)定與 《 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 》 一致，似值得再加以研究。 混凝土翼板計算厚度的取值： （ 1）對現(xiàn)澆混凝土，取如圖 中的值； （ 2）對預(yù)制混凝土疊合板，當(dāng)按 《 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》 GB 50010的有關(guān)規(guī)定采取相應(yīng)的構(gòu)造措施后，可取為預(yù)制板加現(xiàn)澆層的厚度； （ 3）當(dāng)采用壓型鋼板作混凝土底模時，若用薄弱截面的厚度將過于保守，參照試驗結(jié)果和美國資料，翼板厚度可采用有肋處板的總厚度。 1. 組合梁截面的基本假定 （ 1） 組合梁截面變形符合平面假定； （ 2） 鋼梁與混凝土翼板之間的相互連接可靠 ， 雖然有微小的相對位移 ， 但可忽略不計； （ 3） 鋼材與混凝土均為理想的彈塑性體 。 （ 4） 忽略鋼筋混凝土翼板受壓區(qū)中鋼筋的作用； （ 5） 假定剪力全部由鋼梁承受 ， 同時不考慮剪力對組合梁抗彎承載力的影響 。 組合梁的截面設(shè)計 2. 組合梁的截面設(shè)計 組合梁的截面高度一般為跨度的 1/15~1/16， 為使鋼梁的抗剪強(qiáng)度與組合梁的抗彎強(qiáng)度相協(xié)調(diào) ， 鋼