某新型压型钢板抗弯承载力试验研究

余冬 王明

【摘  要】查阅大量文献发现，有关压型钢板的研究，对于压型钢板—混凝土组合楼板的抗弯性能、耐火性能等性能研究颇多，对于单一压型钢板性能研究较少。对单一压型钢板性能的研究是推广板材使用的前提，论文对某新型压型钢板进行抗弯承载力试验，通过量测压型钢板在荷载作用下的挠度变化以及荷载—应变曲线，得出此新型压型钢板在承载能力极限状态下的受弯承载力。

【Abstract】After consulting a large number of documents， it is found that there are many researches on the performance of profiled steel plate—concrete composite slabs， such as the bending performance and fire resistance of profiled steel plates， but less research on the performance of single profiled steel plates. The research on the performance of a single profiled steel plate is the prerequisite for the promotion of the use of plates. This article conducts a flexural bearing capacity test on a new profiled steel plate. Through measuring the deflection change of the profiled steel plate under load and the load—strain curve， it is obtained that the flexural capacity of this new profiled steel plate in the ultimate state of bearing capacity.

【关键词】新型压型钢板; 开口型; 抗弯承载力

【Keywords】new profiled steel plate; open type; flexural capacity

【中图分类号】TU398.9                                            【文献标志码】A                                                 【文章编号】1673-1069（2021）08-0173-02

1 引言

压型钢板—混凝土组合楼板具有施工工期短、节省钢筋和混凝土用量、减少劳动力、可重复使用等优点，符合国家可持续发展理念，国内外大量学者对压型钢板—混凝土组合楼板的研究主要围绕混凝土与压型钢板界面粘结性能、抗弯承载力性能、抗剪性能等展开，如章潇、李帼昌、杨志坚等对闭口型压型钢板—混凝土组合板纵向抗剪承载力进行研究，得出小跨度闭口型组合板受纵向剪切破坏控制，其中栓钉的配置有效提高压型钢板与混凝土间的黏结作用等得结论[1];石

永久、杨晨康、彭耀光等，对闭口压型钢板混凝土组合楼板抗火性能研究，得出厚度大于125mm的闭口型楼板耐火时间大于2h， 闭口压型钢板组合楼板具有较好的耐火性能等结论[2]; 郭丰伟，李帼昌，杨志坚等，对大跨度开口型压型钢板-混凝土组合楼板抗滑移性能的研究得出了剪跨越大，开口型组合楼板抗滑能力越低，但压型钢板与混凝土整体性越好， 延性越好等结论[3]。

但对于单一的压型钢板性能研究较少，加强对单一压型钢板的研究，有利于更加了解材料的性能、特征，为新型板材的推广使用提供可靠的理论依据。加强对单一压型钢板的研究不仅可以更好地服务于压型钢板组合楼板体系，更可以直接使单一的压型钢板作为承受荷载体系（如制作隔层堆放杂物等），更加展现施工工期短、灵活施工等优點。

2 试验方案

2.1 试件尺寸

某新型压型钢板厚度为2mm，采取压型钢板单元板，长度为3000mm，作为试验用板，板件截面形状如图1所示。

2.2 试验装置布置和加载方案

将新型压型钢板居中放置于YAW5000F压力试验机上，YAW5000F压力试验机只提供竖向支撑无侧向约束作用，采取一级分配梁施加对称集中荷载，试验装置布置详图如图2所示。

本次试验采取两点集中对称荷载、低周循环加载的加载方案，每一级加载5kN停滞三分钟然后卸载，如第一次加载5kN，停滞三分钟，然后卸载，第二次加载10kN，停滞三分钟，然后卸载，如此循环直到试件出现明显破坏。

2.3 试验测点布置

因采取两点集中对称荷载的加载方式，压型钢板位于集中荷载对称放置，试件内力图呈现对称的形式，所以检测点只需在试件一半布置，为测得压型钢板在荷载作用下的挠度、应变的变化情况，分别在板材的中点以及板材1/4处贴上应变花，放置桥式传感器，以用来收集试件应变和挠度的变化情况。

3 试验数据与分析

通过试验加载、数据收拢、整理数据，得出板材荷载—应变关系曲线见图3、图4，跨中荷载与挠度曲线见图5，1/4板材处荷载和挠度曲线见图6。力的单位为kN，应变为微应变，挠度单位为mm，且跨中应变和板材1/4处应变数据汇总在同一张图中，具体数据见下图。

通过对试验数据的分析，可以将压型钢板的抗弯承载力试验结果分为以下三个阶段：弹性阶段、弹塑性阶段以及破坏阶段。由图可以明显看出，当荷载位于27kN以下时，板件处于弹性阶段，荷载与应变、荷载与挠度的变化基本呈线性关系，应变变化较小，随着荷载的施加板件没有发出任何声响。板材跨中挠度和1/4处的挠度变化均位于5mm以内，挠度变形也较小。当板件处于弹塑性阶段，荷载超过30kN时，正负应变增长加快，板件发出声响，无论是跨中挠度还是板材1/4处的挠度均开始急剧增加，出现明显的挠度变形，本文认为是由于无任何侧向约束至使挠度变形明显增大。继续分析，可以直接看出，板件的极限荷载为60kN，当荷载达到60kN时，挠度变形超30mm，正应变为170～180×10-6，负应变为100×10-6，板件发出明显的弯折声響，板件跨中出现明显的屈曲破坏。

4 结论

通过对新型压型钢板进行两点集中对称荷载、低周循环加载试验，根据荷载挠度、荷载与应变以及压型钢板破坏形式得出以下结论：

①在无侧向约束的情况下，板件在加荷小于27kN时，板材处于弹性阶段表现出刚度大，变形小的优异特点。

②当荷载超过30kN，进入弹塑性阶段，板件挠度开始剧增，荷载增加至极限荷载60kN时，板件的挠度进一步明显增大，体现出此新型压型钢板有较好的延性。

③板材破坏形式为在加载点屈曲破坏。

试验还存在许多欠缺的地方，如前文提出在无任何侧向约束条件下进行试验，约束了板材性能的发展，还应对板材进行受剪承载力、抗冲承载力等方面进行更深入的研究，结合有限元软件进行进一步的分析。

【参考文献】

【1】章潇，李帼昌，杨志坚，等.闭口型压型钢板——混凝土组合板纵向抗剪承载力研究[J].工业建筑，2017，47（9）：152-157+190.

【2】石永久，杨晨康，彭耀光，等.闭口压型钢板混凝土组合楼板抗火性能研究[J].工业建筑，2018，48（9）：161-168.

【3】郭丰伟，李帼昌，杨志坚，等.大跨度开口型压型钢板——混凝土组合楼板抗滑移性能的研究[J].工业建筑，2017，47（11）：190-195.