预制边缘叠合楼板拼缝受力性能研究

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近年来,国家经济得到快速发展,建筑产业化成为一个大趋势,各类新型预制装配式结构层出不穷,叠合板是预制装配式混凝土结构的重要组成部分。其中最常见、使用范围最广的是桁架钢筋混凝土叠合板,该类结构具有较好的整体性和刚度,多用于双向受力的楼盖中。然而,现行规范要求双向叠合板使用整体式拼缝,使用整体式拼缝通常需要预制底板预留外伸钢筋,外伸钢筋会带来施工不便等诸多问题。为解决此类问题,本文提出一种边缘叠合楼盖体系,并通过试验研究和有限元数值分析,对该类边缘叠合楼板拼缝处的受力性能展开研究,主要工作内容与结论如下:(1)本试验共设11个试件,其中10个跨中拼缝板试件和1个同尺寸现浇板试件。拼缝板试件中有9个不改变纵向配筋率,1个按等强度计算配筋。叠合区域设置U形钢筋以及拼缝处设置斜环箍筋、立体环箍和附加短钢筋等不同构造措施的试件进行三等分点集中力加载试验。通过试件的破坏过程和形态、应变分布特征、荷载-挠度曲线、特征荷载值的对比,研究了各试件的受力性能及刚度。(2)利用ABAQUS建立有限元模型,加载条件以及材料参数与试验相同,对各试件依次进行模拟计算,结果表明,在静力荷载作用下,跨中拼缝叠合楼板的计算结果与试验结果较吻合。(3)通过试验和有限元分析结果表明:跨过拼缝的附加钢筋放置于预制底板的表面,拼缝位置截面的有效高度降低,因此跨中拼缝处需按等强度计算配置附加钢筋,试件破坏时附加钢筋都达到屈服;由于叠合区域U型筋和板底纵筋共同承担弯矩,试件破坏时该区域的钢筋未达到屈服,钢筋具有一定的安全储备;叠合板跨中拼缝只要进行合理的构造措施,承载能力可以达到要求。(4)为研究新旧混凝土叠合面抗剪性能,根据相关规范对剪力最大处的截面进行验算,利用原有有限元参数设置6组有限元模型,研究结果表明:预制板表面应做成相应的粗糙面,叠合面处不设置抗剪钢筋也可以满足抗剪要求。
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