钢及混凝土组合楼板的纵向抗剪分析.pdf

华 东 工 业 大 学 学 报 　 第 19 卷第 3 期 J . East China University of Technology Vol . 19 No . 3 1997 　 　 钢与混凝土组合楼板的纵向抗剪分析 孙荣华 　　　　陈世鸣 ( ) ( ) 华东工业大学 　　　　 同济大学 　　 摘 　要 　通过对压型钢板横向及纵向弯曲刚度的简化 ,将钢与混凝土组合楼板处 理为弯曲各向异性楼板 。文中采用有限元分析计算 ,分析了组合楼板在垂直集中荷 载下的正应力和纵向剪应力分布 ,讨论了组合楼板在极限状态下的纵向剪力计算 方法 。 关键词 　组合楼板 ;纵向剪力 ;有效翼宽 中图法分类号 　TU 50 1 ; TU 3 11. 1 钢与混凝土组合楼板就是利用压型钢板作为永久性模板 ,并利用压型钢板表面凹凸不 平的齿槽 ,使其与混凝土粘结成整体共同受力 。压型钢板还可代替或节省楼板的纵向受力钢 筋 。与非组合楼板相比,组合楼板设计必须考虑钢板与混凝土叠合面的抗剪 ,防止楼板中纵 向剪力过大而产生剪切破坏 。关于组合楼板的纵向抗剪强度 , 已有不少试验研究成果 。它们 主要是通过保证压型钢板与混凝土叠合面的剪切强度来保证组合楼板的纵向抗剪强度的 , 比较典型的是 Poter [ 1 ] 提供的组合楼板叠合面纵向抗剪承载力经验公式和我国冶金建筑研 究总院提供的抗剪能力经验公式[2 ] . 但迄今为止 ,对于组合楼板的纵向剪力及其分布 ,缺乏 系统的研究和明确的计算方法 。我国目前尚没有组合结构的设计规范 ,组合楼板的应用也仅 仅作为是施工上的永久性模板 ,并没有充分利用组合楼板的组合抗力特性 。本文通过对压型 钢板横向及纵向弯曲刚度的简化 ,将组合楼板处理为正交各向异型楼板 ,采用有限元分析技 术 ,获得了组合楼板在垂直集中荷载下纵向剪力的分布 ,并讨论了连接刚度对剪力分布的影 响 ,计算结果与试验结果吻合 。 1 　组合楼板的刚度分析 组合楼板承载时 ,压型钢板为波纹状 ,与混凝土 咬合在一起 ,共同作用 。图 1 表示了波纹状压型钢板 , 若在钢板的横向和纵向上取单位长度 ,则可计算出单 位长度上压型钢板的横向与纵向弯曲刚度 。设 I x 为 图 1 　组合楼板抗弯刚度简化模型 收稿 日期 :1997 - 03 - 27 第一作者 :男 ,36 岁 ,讲师 　上海 　200093 第 3 期 孙荣华等 :钢与混凝土组合楼板的纵向抗剪分析 　　 107 绕 x 轴的截面惯性矩, 则单位长度上组合楼板的弯曲刚度 D x 可表示为 ( ) ( ) D x = Es I x a + I x c / n / bx 1 式中 　I x a ———压型钢板沿 x 轴方向的截面惯性矩 　I x c ———混凝土板沿 x 轴方向的截面惯性矩 　n ———钢与混凝土的弹性模量比, n = E / E s c 　E s ———钢的弹性模量 ( ) 　Ec ———为混凝土的弹性模量 长期效应