中韩压型钢板-混凝土组合楼板规程比较.pdf
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1、1 0 低温建筑技术 2 0 1 0年第 2期 ( 总第 1 4 0期) 中韩压型钢板一 混凝土组合楼板规程 比较 成钟寿, 王元清, 石永久 ( 清华大学土木工程系 结构和振动教 育部重点实验室。 北京1 0 0 0 8 4 ) 【 摘要】 文中对比了中韩两国之间对压型钢板一 混凝土组合板设计方法, 根据两国现行的相关规范对承载 力计算方法、 挠度计算方法、 自振频率和耐火的规定进行了比较, 列举了一个工程实例。两者的设计方法之间有 些方法不同。施工阶段承载力的计算结果表明: 中国规范比韩国规范更加保守。在使用阶段的计算结果则表明: 韩国规 范偏保守 。 【 关键词】 压型钢板; 组合楼板;
2、 韩国; 设计规范 【 中图分类号】 T U 3 9 8 1 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 1 6 8 6 4 ( 2 0 1 0 ) 0 2 0 0 1 0 0 3 C0M 刚soN ON THE D= CODE oF 0D P oS n S 1 1 哑 L DECK SLAB I N CH A AND s I D1唧K0REA S U N G J o n g S U , WA N G Y u a n - q i n g ,S H I Y o n g - j i u ( K e y L a b o r a t o r y o f S t r u c t u r a l E
3、 n g i n e e r i n g a n d V i b r a ti o n o f C h i n a E d u c a t i o n M i n i s t r y , D e p t o f C i v i l E n g , T s i n g h u a U n i v ,B e i j i n g 1 0 0 0 8 4 , C h i n a ) Ab s t r a c t : I n t h i s p a p e r ,b a s e d o n the d e s i g n c o d e o f Ch i n a a n d Ko r e a,d i f
4、fe ren t c a l c u l a t i n g me t h o d o f mo me n t r e s i s t a n t i n c o n s t r u c ti o n a l a n d c o mp o s i t e s t a g e ,d e fl e c ti o n,n a t u r a l v i b rat i o n f r e q u e n c y c h e c k i n g c o rn p u mt i o n,fi r e r e s i s t i n g c a pa c i t i e s a n d i t s c a
5、 l c u l a t ing r e s u l t s f o r e n g i n e e r i n g e x a mpl e s a l e c a r r i e d o u t T h e c o mp a r a t i v e r e s u l t s s h o w t h a t the s e t w o d e s i gn me tho d s a r e d i ff e r e n t : l o a d c a r r y ing c a p a c i t i e s i n c o n s t r u c ti o n a l s t a g e
6、b y C h i n a c o d e i s mo re c o n ser v a t i v eI n c o mp o s i t e s t a g e ,Ko r e a d e s i g n me tho d i s mo re c o n s e r v a ti v e Ke y wo r d s: d e c k p l a t e;c o mp o s i t e s l a b;Ko r e a;d esi gn c o d e 最近城市办公楼及商业楼有高层化的趋势, 高层 建筑结构一般采用钢结构或钢一 混凝土组合结构。这 种结构的楼板 体系 一般采 用压 型钢板
7、 与混 凝土 组合 楼板体系。与普通钢筋混凝土板相 比, 压型钢板与混 凝土组合楼板具有施工周期短、 成本低、 整体稳定性 好 、 地震反应 低等 优点 , 其 在 国际上 特别是 在西 方发 达国家已经得到了广泛的应用。目前在中国和韩国, 组合板也得到 了大力的发展 和推广L 5 J 。 中国从 2 0世纪 8 0 年代 , 韩 国从 2 0 世纪 9 o年代开 始研究, 迄今为止两国在组合板方面的研究已经获得 了不少成果 , 并在实际工程 当中广泛应用 D 3 。 1 设计方法 比较 1 1 设 计规范介绍 目前中国关于组合板的相关设计规范主要有: Y B 9 2 3 8 9 2 钢 混凝
8、土组合楼盖结构设计与施工规程 , G B 5 0 0 1 0 2 0 0 2 ( 凝土结构设计规范 l 2 J 和 G B 5 0 0 1 7 2 0 0 3 ( 钢结构设计规范 【 3 1 。压型钢板的材料可以参考 G B T 1 2 7 5 5 1 9 9 1 ( 建筑用压型钢板 。关于普通压型钢 板的结构要求参考 G B J l 8 8 7 冷弯薄壁型钢结构技术 规范 , 而且组合板用的压型钢板, 其钢材牌号可采用 现行国家标准 G B T 7 0 0 2 o o 6 ( 碳素结构钢 中规定的 Q 2 1 5 B F和 Q 2 3 5 B F钢 材 。通 常 情 况 下 , 宜 采 用
9、Q 2 1 5 B F 。此外对组合板的抗火标准可 以参考 高层 民用建筑钢结构技术规范 - 4 。 韩国对组 合 板设计 的 相关规 范 主要 有 : 压 型钢 板 混凝土组合板设计标准, 1 9 9 8 ) E , 韩 国建筑结构 设计统一标准, c 2 o o 8 , 混凝土结构设计标准, 2 0 0 7 ) J 和 采用容许应力设计法的钢结构设计标准, 2 0 0 3 ) E 。压型钢板的材料可以参考 K s m5 o 6 。此 外对组合板的抗火标准可以参考 建筑结构构件的耐 火性能 标 准一 第 4部 : 组 合 压 型钢 板 楼 板 体 系 , 2 0 0 5 ) ( K S F
10、1 6 1 1 - 4 ) E 引。 1 2 基本设计 原则 中国采用极 限状 态设计 法 , 而韩 国对混凝 土采用 破坏强度设计法, 对钢结构采用极限状态设计法。现 行韩国的钢结构设计法 中, 有些部分还没有新规范, 仍然采用传统的容许应力设计法。韩国对组合板的 设计采用容许应力设计法 。 成钟寿等 : 巾韩压 型钢板 混凝土组合楼板规程比较 结构分析 时两 国都 考 虑施 工 阶段和使 用 阶段 两 阶段 。韩 国的规范 只按单 向板 进行计 算 , 不考 虑弱边 方向的正、 负弯矩。而在中国规范中, 若压型钢板顶面 以上 的混凝土 的厚度 1 0 0 tu r n 以上时 , 应按 如
11、下 的原则 进行组合板 内力计 算 ; 组合 板 的挠度 应按强边 方 向的 简支单向板进行计算; 由弹性理论分析可知, 组合板 的强度应根据两个方向跨度的比值进行计算。 1 3 结构要求 中韩两者对结构要求的内容可见表 1 。 表 1 中国 韩 国对结构 要求的规定 比较 表 2 中韩承载 力计算 比较 1 4承载力计算 比较 计算组合板的承载力时, 基本上可根据参考文献 1 和 6 进行 比较( 见表 2 ) 。 上所述 的表 2 中的 t 为压 型钢板厚度 ; b 为边加劲 肋所在翼缘 板的实 际宽度 ; 厂 v 为压型钢板抗拉 抗压强 度设计 值 ; h 为压型钢 板总高度 ; a E
12、 为钢材 与混凝 土 弹性模量比值; L 为组合板剪跨( r m ) ; W r 为组合板平 均肋宽( ra i n ) ; v o 为组合板抗剪承载力( k N m) ; 为组 合板的纵向剪力设计值( k N m ) ; a 0 a 为剪力粘结 系数; S 为荷载短期效应组合的设计值 ; E 。 为压型钢 板 的弹性模量 ; B为荷载短期 刚度 E , 0 , 荷 载长期作用 下 E。 l o 2 。 由表 2可知 , 两 国对 有效宽 度 、 自振频 率 、 施工 阶 段 的挠度计算方 法一样 。其 它规定则 有一定 的不 同。 加经肋 的刚度算方 法类 似 , 但 不 同是在 于韩 国规
13、 范不 考虑压型钢板 的强度。 因为两国的设计方法不同, 两者的承载力计算有 明显的不同 。中 国的纵 向抗剪 承载 力 计算 中的剪 力 粘结系数都是通过试验获得, 但试验都采用较早期的 开 口型压型钢 板 。因此 如 采用 进 口型 压 痕开 口型或 闭口型压型钢板作组合板时, 中国规范建议采用 m - k 方法( 英美国标准) 计算纵向抗剪能力。 对于变形计算 , 两 国 的设 计方 法有 所不 同 。中国 按正常使用极限状态进行设计, 采用荷载标准值和对 变形、 裂缝宽度规定的容许值按荷载短期效应组合并 考虑长期效应的影响进行计算。变形计算 应按弹性 理论 进行 , 按 荷 载短期 效
14、 应 组合 时 , 混凝 土 截 面除 以 值换算成钢截面。而韩国不考虑长短期荷载的效 应 , 其弹性模量比值采用固定值如表 3 所示。 表 3 两 国的弹性模量 比值 a =E 。 I E 中国的弹性模量 比值 韩国的弹性 模量 比值 1 5 组合板 的抗火 规定 比较 中国规范在 Y B 9 2 3 8的第 5 1 4条中指出: 为改善 组合板抗火性能, 配置受拉钢筋。韩国对组合板抗火 1 2 低温建筑技术 2 0 1 0年第 2期 ( 总第 1 4 0期) 性能应根据 K S F 2 2 5 7 1 和 K S F 2 2 5 7 5 所制定的试验方法 进行试验 , 结果应拥 有 2 h
15、以上 的耐 火时间。但是实 际 设计 中经常作为连续板 进行设计 , 由于试验设 备 的限 制 , 其耐火性能的试验 也 比较 困难 。所 以可以参考 文 献 9 里的耐火设计荷载。以试验结果为基础的设计荷 载公式( 耐火设计 公式) 为 : 利用英 国的设 计公式和 日 本试验得出的耐火设计公式和韩国对组合简直板测试 结果制定的耐火荷载式 。设计荷载的制定如表 5 所示 , 计算中要求压型钢板的厚度为 1 2 n m a 以上, 混凝土的 高度 8 0 ra m以上, 混凝土的强度 1 8 M P a 以上。 表 4 中韩 两国的耐火要 求 注 : 开口型的高度 为上翼缘之组 合板顶部的 距
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