闭口型压型钢板—混凝土组合楼板刚度试验研究

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随着我国高层钢结构的逐渐推广,压型钢板-混凝土组合楼板在近几年得到了广泛使用。相关文献表明,闭口型组合楼板的承载变形情况并不能很好的吻合开口型压型钢板-混凝土组合楼板刚度理论研究成果,且我国目前针对组合板刚度有诸多不同的计算方法,有些计算方法在结果上尚存差异。为深入研究闭口型组合楼板刚度性能,设计了足尺寸组合楼板试验。本次研究分为两部分,第一部分为压型钢板组合楼板受力性能试验研究。试验中对7块闭口型压型钢板-混凝土组合楼板进行载荷试验,并用4块开口型压型钢板-混凝土组合板作为对照。通过处理试验数据,得到了组合板的荷载-挠度曲线、支座-位移曲线、荷载-压型钢板应变曲线、荷载-混凝土应变曲线、中和轴发展曲线等,并对组合板破坏过程中的特征荷载点进行了研究。通过分析试验结果,得到了端部栓钉、钢板厚度、剪跨比、混凝土板厚对闭口型组合板刚度的影响规律,并比较了在相同影响因素下开口型与闭口型组合板承载力和刚度的区别。为增加试验构件研究数量,本文亦采用有限元分析软件ANSYS对闭口型压型钢板-混凝土组合楼板进行单调静力加载模拟,通过对压型钢板板厚、混凝土厚度、剪跨比参数影响的分析,得到了与本次试验所得刚度影响规律相同的结论。本次试验研究第二部分为闭口型组合板刚度计算方法理论研究。本文应用我国组合板设计规范中引用的ASCE-3刚度公式计算得出试验构件的挠度计算值,经与试验测得值比对,发现差异较大,且计算值存在一定的离散性。本文亦应用最新研究成果,根据清华大学聂建国教授提出的两种刚度计算方法得出闭口型组合楼板挠度计算值,经与实测值比对,发现差异较小,相较规范中引用的ASCE-3计算方法有较大改进。最后,根据本次试验成果并结合相关文献结论,作者提出闭口型压型钢板-混凝土组合楼板刚度宜采用普通混凝土受弯构件短期刚度计算公式,并给出了自己的经验修正系数,计算结果与试验实测值拟合良好。
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