鋼-混凝土組合樓蓋鋼梁靜載試驗研究

賁衛東

(揚州市邗江建筑工程質量監督站，江蘇 揚州 225009）

壓型鋼板與混凝土組合樓板是在鋼結構和混凝土結構基礎上發展起來的一種新型樓板，通常其肋部采用鋼梁，翼板采用混凝土板，兩者間用抗剪連接件連成整體。壓型鋼板混凝土組合樓蓋最早應用于歐美國家，當時把壓型鋼板主要作為澆筑混凝土的永久性模板及施工操作平臺，并能數樓層立體作業，加快施工進度。與其他結構相比：在組合結構中，鋼梁的高度可以減小；可以極大的簡化支模工作，有時可不用模板，因而可降低造價和加快施工進度；不受配筋率的影響，同樣的截面可以有大得多的承載能力，因而可以減小結構的截面和自重，增加使用面積；目前在我國得到了大力的發展和推廣。

與此同時，我國存在部分建筑由于使用功能改變，需要對既有建筑進行功能改造，室內增設夾層的現象較為普遍。其結構方案多種多樣，如何優選出經濟、便捷的增層方案,是設計時需要考慮的主要因素。壓型鋼板與混凝土組合樓板體系為原有建筑增設夾層提供了較好的解決方案。但是在結構設計計算中，常會出現肋部鋼梁撓度驗算不滿足規范要求的情況，原因是由于驗算中未考慮組合樓板剛度對鋼梁的作用。

1 工程概況

某商品住宅樓結構形式為鋼筋混凝土剪力墻結構。采用筏板基礎，考慮到結構使用安全及外立面效果，在住宅套內挑板區域增加了壓型鋼板與混凝土組合樓板如圖1所示，設計使用活荷載標準值為2.0kN/m2。后由相關單位復核驗算發現肋部鋼梁撓度驗算不滿足規范要求，為保證結構安全性，選取現場兩塊典型板進行荷載試驗。根據《建筑結構檢測技術標準》（GB/T 50344-2004）相關條款規定檢測其鋼梁加載后實際撓度變化值。

圖1 樓面板及鋼梁現狀圖

圖2 現場加載圖

2 鋼梁靜載試驗方案

本次樓面板靜載試驗根據設計圖紙，現行國家相關規范以及委托方提供的加載要求，選取現場兩塊典型板進行荷載試驗。

2.1 試驗荷載確定

根據《建筑結構荷載規范》GB50009-2001（2006版）相關規定，按照正常使用極限狀態確定施加的荷載，恒載為鋼-混凝土組合樓蓋自重（已存在）+板面、板底裝修荷載（2.5kN/m2），活載標準值取 2.0kN/m2，荷載組合后所需施加荷載為：2.5+2.0=4.5kN/m2。

2.2 加載方案和程序

本次靜載試驗采用袋裝黃砂為荷載如圖2所示，加載重物黃砂采用在干燥環境中獲得的材料，以防止隨環境濕度不同而引起的含水率變化，造成荷載不穩定。應加荷載值為4.5kN/m2，分九級加載與卸載，加載程序如表1所示。

2.3 撓度檢測

根據《混凝土結構試驗方法標準》GB50152-92和《建筑結構檢測技術標準》GB/T50344-2004相關規定，根據加載程序，在每級加載持荷時間后量測鋼梁跨中撓度。在加載過程中，如發現鋼梁跨中撓度大于現行規范允許值，應立即停止加載。百分表測點布置如圖3所示，撓度測試現場如圖4所示。

表1 靜載試驗加載程序

圖3 撓度測點布置圖

圖4 撓度測量儀器分布圖

3 試驗結果分析

根據荷載試驗撓度記錄表所記錄的鋼梁撓度變化數據，剔除誤差數據后，我們采用了OriginLab公司研發的專業制圖和數據分析軟件Origin對數據結果進行了分析，并繪制了兩塊組合樓蓋主鋼梁跨中荷載-撓度加載曲線、變形曲線。試驗結果如圖5、圖6、圖7、圖8、表2所示：

圖5 主鋼梁1跨中荷載-撓度加載曲線

圖6 主鋼梁2跨中荷載-撓度加載曲線

圖7 主鋼梁1變形曲線

圖8 主鋼梁2變形曲線

表2 鋼梁撓度檢驗值

按照正常使用極限狀態確定荷載作用，兩塊組合樓蓋肋部鋼梁在荷載作用下跨中撓度變化很小，均未超過規范撓度限值的要求，可滿足正常使用的要求。

4 結語

本文以某住宅樓加建壓型鋼板組合樓蓋荷載試驗為例，詳細介紹了加載試驗方案的確定、測點的布置，測試數據的處理等，從試驗數據和分析結果看來，該試驗方法簡單有效。但方案確定時還有以下問題有待商榷：

（1）應按照不同工況布置所加荷載，取其最大值作為結論依據。

（2）組合樓蓋與鋼梁非剛性連接，在相交處可能存在局部縫隙，影響最終撓度值。

（3）荷載施加非均布面荷載，可采用蓄水加載方式，利用蓄水、放水實現加載和卸載。

[1]GB/T50344-2004建筑結構檢測技術標準[S].

[2]GB50010-2002混凝土結構設計規范[S].

[3]GB50009-2001建筑結構荷載規范[S].

[4]GB50017-2003鋼結構設計規范[S].

[5]YB9238-92鋼-混凝土組合樓蓋結構設計與施工規程[S].