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本文以型钢间距、拉条间距、板厚及楼板跨度为参数,进行了2块轻钢构架楼板(无混凝土)和14块轻钢模网构架混凝土楼板的力学性能试验,研究了轻钢模网构架混凝土楼板的力学性能。试验结果表明:楼板中的轻钢、混凝土、钢板网三者能共同工作,整体工作性能优良,楼板能提供较高的承载力和刚度,力学性能满足作为建筑楼板的需要。轻钢的稀密对板承载能力影响较大,横向拉结角钢加密对楼板延性提高显著,钢板网朝下,楼板的抗弯承载力略有提高,轻钢与钢板网形成蒙皮作用,有效控制了裂缝的开展,反拱在轻钢上形成预应力,使施工荷载对楼板挠度与反拱抵消,对楼板施工荷载引起的挠度控制作用显著。
根据破坏阶段的应力状态,结合计算假定,采用两种方法计算楼板试件抗弯承载力。一种方法采用简化等效法,根据钢材等截面原理,提出了轻钢模网构架混凝土楼板的抗弯承载力简化设计公式;另一种方法采用条带有限元法;并将两种方法所得计算值与试验值进行对比,三者吻合较好。所以按本文提出的简化设计公式对楼板构件进行抗弯承载力设计计算是安全可行的。
参照现行国家规范计算方法,采用简化等效法,对楼板试件进行了刚度复核计算,并将所得计算值与试验值进行对比,二者吻合较好。因此,可采用混凝土规范计算公式进行轻钢模网构架混凝土楼板刚度验算。
然后结合实际试点工程,按国家现行结构设计有关规范要求,对本工程的轻钢模网构架混凝土楼板,进行抗弯承载力、挠度设计计算;通过控制受力轻钢最大间距等构造措施,住宅结构设计时不需进行轻钢模网构架混凝土楼板的裂缝验算。根据试点工程应用,提出了轻钢模网构架混凝土楼板在今后工程应用时的设计、构造及施工建议。最后编制了轻钢模网构架混凝土楼板选用表,为轻钢模网构架混凝土复合保温住宅体系实现标准化设计、工业化生产提供了依据。