装配式整体预制板L型企口与墙体连接节点性能研究

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随着我国经济增速放缓、人口红利逐渐消失,建筑行业面临着劳动力减少、人工成本快速上升的困境。同时,传统的现浇施工产生大量的建筑垃圾,对环境造成了严重的影响。因此,装配式建筑迎来发展契机,并持续推动建筑行业实现绿色可持续发展。而预制装配式混凝土楼板与预制墙体的连接构造是实现装配式建筑装配高效和性能安全可靠的重要保证。合适的连接方式使荷载在预制元件之间得以有效传递,并能提高节点的承载能力及延展性,对于预制结构体系十分必要。为提高装配式复合墙结构体系装配率、减少工期,本课题基于装配式结构的施工设计思想,并结合现有密肋复合墙结构体系及实际工程应用的需求,设计出整体装配式楼板与预制密肋复合墙体的新型连接节点。以该节点为研究对象,研究L型企口、弯曲附加筋和微膨胀混凝土等构造设置对其抗弯及抗冲切性能的影响。共设计两组各3个不同构造形式的节点试件,分别进行抗弯及抗冲切试验,并结合有限元模拟分析,得到以下结论:(1)抗弯性能方面:试件均为弯曲破坏,所有试件破坏时,楼板节点附近的受拉钢筋均达到屈服强度,无附加钢筋的装配式预制楼板的破坏主要集中在企口连接处;添加附加筋后,预制楼板的破坏集中在企口和板墙节点处,与现浇楼板的破坏形式相似。试件的延性系数均大于3,峰值转角约为1/10,变形能力较好。根据相关规范计算,3个试件的实测荷载均大于规范设计值,有附加钢筋预制楼板的屈服荷载和极限承载力均大于现浇楼板和无附加钢筋预制楼板,说明了该预制楼板后浇节点抗弯性能的可行性。(2)抗冲切性能方面:所有试件均为剪切破坏,L型企口后浇节点的构造方式在冲切试验模式下证明可行有效,通过加入附加弯起钢筋更能有效提升试件节点的抗剪承载力,同时对企口处的抗剪性能提高明显,有效弥补了接缝处的抗剪性能,延缓了企口接缝处裂缝的出现。(3)有限元分析方面:抗弯试验与冲切试验的各试件应力云图与实际试验过程中的应力分布类似;模拟所得荷载-位移曲线与试验所得的趋势基本相同;与试验值相比,极限承载力模拟值误差在15%以内;模拟结果与试验吻合程度较高,证实了有限元分析的合理性及有限元模型的可靠性。通过对参数补充分析,得出附加钢筋直径的增大对试件抗弯性能的提高较为明显;钢筋强度的提高虽能提高试件的承载力,但效果不明显;在一定范围内,随着混凝土强度的提高,各节点试件强度随之提高,但提高程度越来越小。
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