预应力FRP布压型钢板与混凝土组合楼板的滑移

杨 巍 赵天博

在实际结构中，外荷载作用下，压型钢板与混凝土组合楼板的交接面必然产生相对滑移，这种滑移降低组合楼板的刚度和承载能力，增加组合楼板的变形。如果不考虑交接面的相对滑移效应就不能真实的反映组合楼板的实际变形情况。针对预应力FRP布压型钢板与混凝土组合楼板结构特点和实际受力情况，利用弹性分析理论，建立一个预应力FRP布压型钢板与混凝土组合楼板相对滑移计算方程，并得出滑移影响均布荷载作用下的变形方程。

1 交接面滑移计算基本假设

根据预应力FRP布压型钢板与混凝土组合楼板的结构特点，考虑研究问题方便，现做以下假设:

2 微分方程的建立

取预应力FRP布压型钢板与混凝土组合板的一个单元体，见图1。并将压型钢板和混凝土板分离开来，根据单元体受力平衡条件知:

略去二阶小量并整理得:

由假设条件可以得到曲率与弯矩及变形的关系为:

其中，EI=EcIc+EsIs。

根据组合楼板交接面处混凝土底面和压型钢板上表面应变关系知:

由图1知: Nc=Ns+ΔT=N。

其中，ΔT为外荷载作用后预应力FRP布产生的拉力增量。

得:

由单元体受力平衡:

考虑FRP布比较薄，可以忽略其厚度，其应变与压型钢板底面应变相同，即:

将式(6)代入式(5)可得:

所以可得FRP布压型钢板与混凝土组合楼板交接面相对滑移微分方程为:

3 微分方程的求解

在均布荷载w作用下，组合楼板的计算简图见图2。

利用边界条件:

1)当 x=0时，s=0。

得均匀荷载作用下组合楼板交接面滑移方程为:

4 结语

压型钢板与混凝土组合楼板是一种承载力高、经济效益显著的楼层构件。采用压型钢板与混凝土组合板可以节省浇筑混凝土的模板，也可以为管道穿越提供空间而不需损坏结构及使用空间，并且具有美观的特点。预应力FRP(纤维增强复合材料)布可以有效地发挥FRP高强的特点，抑制裂缝和变形的发展，改善构件在正常使用阶段的受力性能等。本文对这种新型结构交接面的滑移建立了计算方程，并得出这种结构交接面滑移影响均布荷载作用下的变形方程，为这种新型结构的研究提供了参考依据。

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