預(yù)應(yīng)力FRP布?jí)盒弯摪迮c混凝土組合樓板的滑移

楊 巍 趙天博

在實(shí)際結(jié)構(gòu)中，外荷載作用下，壓型鋼板與混凝土組合樓板的交接面必然產(chǎn)生相對(duì)滑移，這種滑移降低組合樓板的剛度和承載能力，增加組合樓板的變形。如果不考慮交接面的相對(duì)滑移效應(yīng)就不能真實(shí)的反映組合樓板的實(shí)際變形情況。針對(duì)預(yù)應(yīng)力FRP布?jí)盒弯摪迮c混凝土組合樓板結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和實(shí)際受力情況，利用彈性分析理論，建立一個(gè)預(yù)應(yīng)力FRP布?jí)盒弯摪迮c混凝土組合樓板相對(duì)滑移計(jì)算方程，并得出滑移影響均布荷載作用下的變形方程。

1 交接面滑移計(jì)算基本假設(shè)

根據(jù)預(yù)應(yīng)力FRP布?jí)盒弯摪迮c混凝土組合樓板的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，考慮研究問題方便，現(xiàn)做以下假設(shè):

2 微分方程的建立

取預(yù)應(yīng)力FRP布?jí)盒弯摪迮c混凝土組合板的一個(gè)單元體，見圖1。并將壓型鋼板和混凝土板分離開來，根據(jù)單元體受力平衡條件知:

略去二階小量并整理得:

由假設(shè)條件可以得到曲率與彎矩及變形的關(guān)系為:

其中，EI=EcIc+EsIs。

根據(jù)組合樓板交接面處混凝土底面和壓型鋼板上表面應(yīng)變關(guān)系知:

由圖1知: Nc=Ns+ΔT=N。

其中，ΔT為外荷載作用后預(yù)應(yīng)力FRP布產(chǎn)生的拉力增量。

得:

由單元體受力平衡:

考慮FRP布比較薄，可以忽略其厚度，其應(yīng)變與壓型鋼板底面應(yīng)變相同，即:

將式(6)代入式(5)可得:

所以可得FRP布?jí)盒弯摪迮c混凝土組合樓板交接面相對(duì)滑移微分方程為:

3 微分方程的求解

在均布荷載w作用下，組合樓板的計(jì)算簡圖見圖2。

利用邊界條件:

1)當(dāng) x=0時(shí)，s=0。

得均勻荷載作用下組合樓板交接面滑移方程為:

4 結(jié)語

壓型鋼板與混凝土組合樓板是一種承載力高、經(jīng)濟(jì)效益顯著的樓層構(gòu)件。采用壓型鋼板與混凝土組合板可以節(jié)省澆筑混凝土的模板，也可以為管道穿越提供空間而不需損壞結(jié)構(gòu)及使用空間，并且具有美觀的特點(diǎn)。預(yù)應(yīng)力FRP(纖維增強(qiáng)復(fù)合材料)布可以有效地發(fā)揮FRP高強(qiáng)的特點(diǎn)，抑制裂縫和變形的發(fā)展，改善構(gòu)件在正常使用階段的受力性能等。本文對(duì)這種新型結(jié)構(gòu)交接面的滑移建立了計(jì)算方程，并得出這種結(jié)構(gòu)交接面滑移影響均布荷載作用下的變形方程，為這種新型結(jié)構(gòu)的研究提供了參考依據(jù)。

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