- 楼承板组合楼板相关理论(17)
- 作者:乐上楼承板
- 类别:楼承板百科
- 浏览次数:2134
- 发表时间:2020-05-24
适用性设计
挠度:
组合梁通常比非组合梁浅(对于任何给定跨度和荷载),它们通常用于大跨度应用。因此,挠度往往是至关重要的。BS EN 1990【49】(和BS 5950-1)建议挠度不应影响外观、使用者的舒适度或结构的功能。
除了在施加荷载下的“传统”挠度检查外,还应由于以下原因,应谨慎检查挠度:
·总荷载(使用中)–应考虑静载荷和附加载荷的总和,以确保楼板曲率不会不可接受(请参见下面有关变形极限的说明)。这对于跨度很长的区域来说尤其重要,因为在楼板下部的高度有限。
·施工荷载-尽管不是可使用性的挠度极限,但有必要检查一下是否不会进行过多的混凝土浇筑大量额外的结构负载。
对于支撑覆层的边梁,重要的是要在覆层层和施加的楼面载荷下检查挠度,以确保梁的挠度不会损害覆层的性能。
计算简支梁挠度时,应考虑“未开裂”的弹性截面特性(考虑有效翼缘宽度范围内的混凝土总面积,甚至考虑实际受拉开裂的部分)。使用转换后的部分;板的有效宽度减少使用模量比等于钢的弹性模量除以混凝土的弹性模量。根据长期和短期荷载的组合,在短期混凝土性能和长期性能之间选择一个模数比,以考虑混凝土徐变的影响。
当根据BS EN 1994-1-1进行设计时,如果剪力连接度不低于50%,则当使用部分剪力连接时,由于混凝土板和钢截面之间的较大滑移而导致的组合梁的柔度增加可以忽略不计。然而,BS 5950-3要求使用修正系数包括附加挠度。
为了计算使用支撑的挠度,将所有载荷施加到组合截面上。
BS EN 1993-1-1(或BS 5950-1)国家附录中推荐了承受外加荷载的梁的挠度限值。作为更全面的指南,表5.1中给出的挠度限值可在设计中考虑。
在静载荷挠度过大的情况下,预拱形可能是合适的(通常仅适用于长度超过10 m的梁)。但是,所需的预弯机可能难以准确确定;例如,端部连接件的加固效果可能很明显,因此铸造后可能会保留一些前拱形,并且楼板的深度可能不会达到跨度的临界点。因此,一般的经验法则是设计任何预拱形结构,以消除不超过三分之二的静载荷挠度。在某些情况下,大量的预拱形可能会阻碍楼承板的铺设。
有关挠度计算方法的更多信息,请参见带有楼承板的组合板和梁的设计[43]。 对于带有腹板开口的梁的评估,可以在服务用大腹板开口的梁的设计中找到其他指南。
设计中使用的挠度限值应根据建筑细节来选择。
预拱度可以用来限制梁在恒载下的挠度。评估所需的预拱度可能很困难,并且计算应考虑到连接的可能刚度。
不可逆变形
在BS EN 1994-1-1中,没有特别要求在可使用性极限状态下限制应力(请参阅第7.2.2节)。在BS 5950-3中,使用弹性原理计算的处于使用极限状态的简支组合梁中的应力被限制在钢截面底部钢筋中的py和混凝土板中的0.5 fcu。在计算这些应力时,可以假设滑移可以忽略不计的全剪力连接。混凝土受拉的任何部分在计算应力时应忽略不计(应假定“开裂”的截面特性–与计算挠度的过程不同,当假定未开裂的特性时)。在按BS EN 1994-1-1进行设计时,可以应用类似的限制,即将钢应力限制为fy,将混凝土应力限制为0.63 fck。
在无支撑结构中,应首先计算在施工阶段承受荷载的非组合材料段的应力,然后再添加组合材料段的应力。在支撑施工中,通常会忽略由于施工荷载引起的应力。
动态灵敏度
传统上,用于评估楼板动态灵敏度的参数是其固有频率。这允许对实际上是非常复杂的行为进行简单评估。4 Hz的频率是单个组合地板横梁固有频率的公认下限,因为这通常意味着整个楼板系统的频率大于3 Hz,因此请确保不会发生激烈活动频率与楼板频率一致。较高的频率限制可能适用于舞池和体操运动等应用。
地板梁的固有频率可由近似公式f=18/√δ确定,其中是由于施加地板自重、天花板自重和饰面自重以及施加在组合梁上的荷载的10%而产生的静态挠度(单位:mm)。隔墙倾向于增加结构的阻尼和刚度,不包括在荷载中。
在有主梁和次梁网格的情况下,楼板可能更“生动”。在这些情况下,应评估板、次梁和主梁的累积挠度(即板中间的总挠度),并计算组合楼板频率。振动地板设计中提出了一种确定组合频率的方法:新方法[51]。本出版物还包括根据响应系数确定地板受到振动时可能加速度的方法,建议使用更详细的分析来评估地板的动态灵敏度。
大跨度应用中,由于组合梁具有良好的阻力和刚度特性,因此通常使用组合梁,其固有频率相对较低。然而,它们的有效质量也很高。其结果是,楼板相对于冲击动态荷载的惯性较大,因此楼板加速度(这是决定乘客舒适性的因素)保持在可接受的低水平。这意味着,即使不满足固有频率极限,对楼板响应的完整计算也可能表明它是令人满意的。更多信息可在参考文献51中找到。