表 １ Ａ 组试件尺寸表
ｍｍ
试件序号 １ ２ ３ ４
宽度 ｂ ６１５ ６２５ ６２０ ６３０
预制层厚度 后浇层厚度
４６
６８
４３
６５
４７
６６
４３
６２
高度 ｈ １１４ １０８ １１３ １０５
１．２ 试验方案、装置和加载方案 单跨简支单向叠合板， 分两次浇注， 第一次浇注控
制高度 ４０ｍｍ， 放于地面直接浇捣； 第二次浇注简 支支 模浇捣， 控制后浇层厚度 ６０ｍｍ。
２００６年第 ２ 期 ４月
混凝土与水泥制品 ＣＨＩＮＡ ＣＯＮＣＲＥＴＥ ＡＮＤ ＣＥＭＥＮＴ ＰＲＯＤＵＣＴＳ
２００６ Ｎｏ２ Ａｐｒｉｌ
钢筋桁架叠合板性能试验和设计方法研究
刘 轶 １， 童根树 １， 李文斌 ２， 石成林 ２， 曹志毅 １ （ １． 浙江大学， 杭州 ３１００２７； ２． 浙江杭萧钢构股份有限公司）
支架 剖面 １－ １
图 ４ 使用阶段加载装置图及百分表布置图
２ 试验结果及分析 ２．１ 施工阶段
模拟施工阶段荷载条件下， 对试件的跨中挠度值 及钢筋应变值进行试验研究。通过对测得的钢筋应变 试验值进行的分析表明， 在整个施工阶段上下弦钢筋 均 处 于 弹 性 阶 段 。在 均 布 、集 中 荷 载 两 种 施 工 荷 载 情 况 下的挠度值见表 ２。
ｃ－
Ｄ２ ２
Ｍｓ－ Ａ·ｓ σ·ｓ ｈｔ０
ｈ１－ ｈ０ ２
＋ｘｈ－
ｈ１
既
β＝
ｈ１－ ｈ０ ２
＋ｈ０－ ｃ－
Ｄ２ ２
，
ｈ１－ ｈ０ ２
＋ｘｈ－
ｈ１
且有 Ｍｓ′＝Ｍｓ， 则：
Ｍｓ·（ １＋β） ＝Ａｓ′Ｅｓ′εｓ′ｈｔ０＋β·ＡｓＥｓεｓｈｔ０＝（α·Ａｓ′Ｅｓ′εｓ＋β·
ＡｓＥｓεｓ） ｈｔ０ ＝ε·ｓ ｈｔ０·γ 式中 γ＝α·Ａｓ′·Ｅｓ′＋β·Ａ·ｓ Ｅｓ
（ １） 施 工 阶 段 只 考 虑 钢 筋 作 用， 不 考 虑 混 凝 土 作
用。
（ ２） 施工阶段同时考虑钢筋、混凝土作 用， 采 用 换
算截面法 ＢＳ＝０．８５ＥＩ０。 （ ３） 施工阶段同时考虑钢筋、混凝土作 用， 但 不 考
刘 轶， 童根树， 李文斌， 等 钢筋桁架叠合板性能试验和设计方法研究
ｃ－
Ｄ２ ２
，
则
εｓ′＝α·εｓ
规范中
εｓ＝ψεｓｍａｘ，
其中
ψ＝
εｓ εｓｍａｘ
，
ψ称 为 受 拉 钢 筋 应
变不均匀系数， 其实质反应了受拉区混凝土参与受拉
的程度。本文方法不考虑受拉区混凝土作用故取 ψ＝１。
由（ １） 式和（ ２） 式得：
Ｍｓ′－ Ａｓ′·σｓ′·ｈｔ０ ＝－
ｈ１－ ｈ０ ２
＋ｈ０－
ｍｍ
浇注后 集中荷载 １．５ｋＮ 均布荷载 ０．５ｋＮ／ｍ
５．０４
１０．２１
１０．２２
４．２６
８．９２
８．９７
４．９３
１０．０３
１０．１８
３．９１
８．４６
９．４２
值得注意的是， 施工荷载卸载后， 楼板的变形不能 完全恢复到只浇注混凝土的情况。变形不可恢复量在 ３０％～４０％之 间 ， 据 参 考 文 献［１］， 混 凝 土 叠 合 板 在 二 次 受力情况下 （ 即楼板在施工阶段不架设临时支撑） ， 预 制构件受荷变形后， 后浇层混凝土的凝结对预制构件 的变形有一定的限制， 限制预制构件的回弹。 ２．２ 使用阶段
关键词： 叠合板； 钢筋桁架； 试验研究； 刚度； 极限承载力 中图分类号： ＴＵ５２８．７２ 文献标识码： Ａ 文章编号： １０００－ ４６３７（ ２００６） ０２－ ５７－ ０４
０ 前言
能以及极限承载能力进行了试验研究， 并对《混凝土结
自承式钢桁架叠合板是利用混凝土楼板的上下层 构设计规范》中的相关设计方法与试验结果进行了对
ｈ ｈｔ０ ｘｈ ｃ ｈ０ ｈ１ ｈ２
ｂ 图 ６ 叠合板示意图
虑受拉混凝土作用 ＢＳ＝Ｍ／!。
其中第三种方法假设上下弦钢筋在受力过程中变
形符合平截面假定， 简单推导过程如下。
截面对受拉钢筋弯矩：
! " Ｍｓ′＝Ａｓ′!ｓ′ｈｔ０ ＋（ｈ１－ ｈ０） ｂ"!ｃ
ｈ１－ ｈ０ ２
＋ｈ０－
ｃ－
Ｄ２ ２
（１）
４ 块板试验情况基本相同， 荷载达到破坏荷载的 ３０％左右时裂缝开始出现， 为垂直裂缝， 随后裂缝继续 出现、开展， 纯弯段内裂缝密布， 间距约 ８～１０ｃｍ； 当 荷 载达到破坏荷载的 ７０％左右时， 板侧裂缝开展到后浇 层处； 临近破坏时， 板侧裂缝基本开展到受拉钢筋位 置， 最大裂缝宽度约有 ０．６ｍｍ， 板底裂缝有 ５～６ 条裂缝 宽度较大， 约 ０．５～１ｍｍ 不等， 可以听到啪啪声音。图 ５ 为挠度弯矩变化曲线。
８．４６
１３．２４
３６．１０％
７．０９
－ １９．３２％
８．６４
２．０８％
ｍｍ
叠合层＋近似均布荷载
１０．２２
１４．０８
２７．４１％
７．６４
－ ３３．７７％
９．６７
－ ５．６９％
８．９７
１３．８２
３５．０９％
７．４４
－ ２０．５６％
９．０２
－ ０．５５％
１０．１８
１３．９２
２６．８７％
７．５６
－ ３４．６６％
施加于构件上弯矩： Ｍ＝Ｍｓ 预制构件抗弯刚度为：
Ｂｓ３
＝
Ｍ "
＝
ｈｔ０ ＋ｈ０＋’ （１＋$）（１＋&）
其中， ｈ０ — 预制构件换算截面形心距下边缘距离； ｈｔ０ — 上下弦钢筋轴心距； ｘｈ — 上弦钢筋距板底距离； ｃ — 混凝土保护层厚度。
试验值
ａ
１
理论值
ｂ
ｃ
试验值
ａ
２
理论值
ｂ
ｃ
试验值
ａ
３
１
１
架混凝土叠合板具有更好的整体工作性能， 施工阶段 刚度提高十分明显。与钢结构中普遍采用的压型钢板
２５０ ２５０ ２００
２５０ ２
２５０ ２５０ ２５０
混凝土楼板相比， 节省了压型钢板， 降低工程造价。 关于钢筋桁架混凝土叠合板在各受力阶段的刚
１－ １ １００ ２００ ２００ １００
度， 国内尚无相关的试验研究。本文对自承式单跨简支 单向钢筋桁架叠合板在施工阶段与使用阶段的受力性
２－ ２
图 １ 试件构造图
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
６ 结论 （１） 配制粘结干混砂 浆 在 理 论 上 可 以 减 少 聚 合 物
的掺量。 （２） 试 验 证 明 ＲＥ５０１０Ｎ 乳 胶 粉 比 ＰＡＭ 更 适 合 配
制粘结干混砂浆。 （３） 用一定量的石灰石粉、减水剂和乳胶粉等可以
理论值
ｂ
ｃ
试验值
ａ
４
理论值度的对比表
叠合层
５．０４
７．２９
３０．８６％
３．９５
－ ２７．５９％
５．００
－ ０．８％
４．２６
７．０２
３９．３２％
３．７９
－ １２．４０％
４．５９
７．１９％
４．９３
７．１３
３０．８６％
３．８７
－ ２７．３９％
４．９８
－ ０．１０％
３．９１
６．８１
－ ５７ －
２００６年第 ２ 期
混凝土与水泥制品
总第 １４８ 期
筋为 ６!８， ｆｙ＝４１６．０Ｎ／ｍｍ２ ， Ｅｓ＝１．７１×１０５Ｎ／ｍｍ２。预制层 混凝土强度等级为 Ｃ１６， Ｅｃ１＝２．２７×１０４Ｎ／ｍｍ２， 后浇层混 凝土强度级为 Ｃ２４， Ｅｃ２＝２．７５×１０４Ｎ／ｍｍ２； 混凝土保护层 厚度 １５ｍｍ。试件尺寸见表 １。
纵向钢筋， 与弯折成形的小钢筋焊接， 组成能够承受荷 比与修整。
载的小桁架， 结合预制混凝土叠合板， 组成一个在施工 １ 试验概况
阶段无需模板的能够承受湿混凝土及施工荷载的结构 １．１ 试件
体系。在使用阶段， 钢筋桁架成为混凝土楼板的配筋，
试验试件共 ４ 块， 试件构造见图 １。
能够承受使用荷载。
下面列出的材料性质均是本项目按国家规范进行
－ ５８ －
８
４
试件 １ 试件 ３
试件 ２ 试件 ４
０
０
１５
３０
４５
挠度／ｍｍ
图 ５ 叠合板挠度弯矩变化曲线
３ 施工及使用阶段楼板的抗弯刚度
３．１ 施工阶段抗弯刚度
按照《混凝土结构设计规范》（ＧＢＪ５００１０－ ２００２）） 中
规定， 叠合楼板施工阶段的抗弯刚度的计算与一般受
弯构件的刚度计算方法相同。本次试验的楼板采用钢
配制出粘结性能较好的粘结干混砂浆， 可以在一定程 度上避免乳胶粉用于填充空隙而造成材料的浪费。
参考文献 ［１］谢厚礼．新型粘结砂浆的 配制 与性 能研 究．［硕士 学位 论文］，重庆：重 庆 大 学，２０００：７
收稿日期： ２００６－ ０２－ ２１ 作者简介： 田长勋（ １９６８．５－ ） ， 男， 在读硕士研究生、讲师。 通讯地址： 河南省平顶山工学院新校区市政工程系办公室 联系电话： １３６０８６３４３１２ Ｅｍａ ｉｌ： ｇｊｍ８９ｗｚｙ＠ｙａ ｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｎ
４２．５８％
３．６４
－ ７．４２％
４．４４
１１．９４％
叠合层＋集中荷载
１０．２１
１３．７２
２５．５８％
７．４４
－ ３７．２３％
９．４２