装配式钢结构轻质钢筋桁架楼板承载能力与计算方法研究

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工业化装配式钢结构是未来高层钢结构住宅发展的必然趋势,是我国实现建筑产业化的必由之路。目前阻碍我国工业化装配式钢结构住宅体系推广应用的主要原因之一就是缺乏与装配式钢结构相配套的墙板、楼板围护体系,虽然国内外各种各样的楼板形式早已发展应用,但适用于工业化、装配式钢结构住宅体系的楼盖体系仍很缺乏。本课题研发一种适合于装配式钢结构住宅的新型轻质钢筋桁架楼板,对板承载能力及计算方法进行研究。  对轻质钢筋桁架楼板体系的构造形式及其与装配式钢结构住宅的配合使用方式进行研究。设计16块钢筋桁架楼板试件,对其进行单向板两端简支加载试验,研究钢筋直径、桁架间距、抗裂砂浆等参数对楼板受力的影响。经过分析得到楼板的变形破坏模式及极限承载力,各楼板在完全满足规范对楼板正常使用状态下挠度限值要求的前提下,还有较大的强度富余度。叠合试件与相应的全预制板相比楼板极限承载力相差不大,合理的叠合构造方式使其在施工及受力上都比全预制板有优势。  经过理论分析与试验结果的对比,对轻质钢筋桁架楼板短期刚度、承载力计算方法、叠合楼板叠合面受剪性能进行研究,根据楼板受力特点,利用试验结果回归法、有效惯性矩法及对现行规范计算方法进行改进,得到截面短期刚度计算公式。对于楼板极限承载力的计算,经过验证可以利用现行规范中对受弯构件正截面承载力的计算公式,同时针对啊本文研究的楼板提出简化计算方法,为楼板实际设计提供依据。  根据楼板在施工和正常使用阶段的实际受力特点及研究得出的计算方法,提出有利于施工及设计的建议,并对楼板进行经济效益分析,在保证楼板承载能力及刚度要求的前提下,轻质钢筋桁架楼板比传统三角钢筋桁架每平米楼板用钢量节省23%~30%,直接成本节省30%左右,新型楼板既安全又经济。  新型轻质钢筋桁架楼板安全可靠、受力合理、施工方便、材料性能优越、经济性高,与装配式钢结构有较好的契合度,可以促进装配式钢结构住宅的推广应用,加快我国住宅产业化的进程,具有广阔的应用前景。
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