不同拼缝构造措施的叠合板受力性能试验研究

为简化双向桁架钢筋混凝土叠合楼板的拼缝构造,改善拼缝受力性能,提出三种增强型密拼式拼缝连接方式:加强附加钢筋式拼缝、整体式凹槽拼缝和间隔式凹槽拼缝。对3块不同拼缝连接方式的密拼叠合板和1块后浇带式叠合板进行静力加载试验,对比分析各叠合板的破坏形态、裂缝分布、刚度、极限承载力及拼缝处连接钢筋的应力发展。结果表明:加强拼缝钢筋可提高密拼叠合板的极限承载力;拼缝处设置整体式凹槽和间隔式凹槽不仅可控制密拼叠合板跨中裂缝的集中开展,改善裂缝分布,而且可有效提高叠合板的极限承载力和刚度,其极限承载力均可达到后浇带式叠合板的90%以上。基于试验研究结果,提出了3种增强型密拼拼缝的设计建议和构造要求。     

新型不出筋拼缝混凝土叠合板受弯性能试验研究

提出两种预制底板不伸出钢筋的新型拼缝，即阶梯拼缝和弧形螺栓拼缝，并针对两种新型拼缝和后浇带拼缝开展了混凝土叠合板试件的静力加载试验。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，研究了后浇层厚度、拼缝附加钢筋的配筋设置、拼缝形式对叠合板受弯性能的影响。结果表明：两种新型拼缝可以防止拼缝处的裂缝沿叠合面横向发展而过早破坏；抗弯刚度和承载力随钢筋屈服强度的增大及后浇层厚度的增大而增大；阶梯拼缝板可以达到与后浇带拼缝板一样的受弯性能。结合试验数据，提出了两种新型拼缝的配筋设计方法。     

边缘叠合板等强配筋拼缝试验研究

提出一种新型边缘叠合板,为了研究钢筋混凝土边缘叠合板拼缝的受力性能,设计并实施了不同构造形式边缘叠合板的静力加载试验,包含附加钢筋形式、马镫筋布置、拼缝尺寸和底筋伸出等变量,分析了不同构造措施下,等强配筋设计边缘叠合板裂缝开展情况、挠度、钢筋应力以及受弯承载力性能,并与现浇板进行了对比.试验结果表明:该拼缝形式的拼缝板...     

边缘叠合板等强配筋拼缝试验研究

提出一种新型边缘叠合板,为了研究钢筋混凝土边缘叠合板拼缝的受力性能,设计并实施了不同构造形式边缘叠合板的静力加载试验,包含附加钢筋形式、马镫筋布置、拼缝尺寸和底筋伸出等变量,分析了不同构造措施下,等强配筋设计边缘叠合板裂缝开展情况、挠度、钢筋应力以及受弯承载力性能,并与现浇板进行了对比。试验结果表明:该拼缝形式的拼缝板均为典型的弯曲破坏特征;拼缝处附加钢筋只要保证足够的粘结长度,附加钢筋就能够进行有效传力,采取等强配筋的边缘叠合板承载能力等同于现浇板;U形钢筋达到屈服需满足粘结锚固长度要求;钢筋网片末端弯折可以有效地减少钢筋锚固长度;拼缝处连接钢筋面积可按现浇层混凝土厚度进行受弯承载力计算确定。     

密拼接缝预应力混凝土钢管桁架叠合板试验研究

通过对8块密拼接缝预应力混凝土钢管桁架叠合板的静力加载试验,研究密拼接缝式叠合板在均布荷载下垂直预应力施加方向的整体受弯性能,并进行平截面假定验证。结果表明:预应力混凝土钢管桁架叠合板整体工作性能良好;二拼块叠合板裂缝只在跨中拼缝处出现,三、四拼块叠合板裂缝分布均匀,拼缝构造钢筋分担了横向受力钢筋的应力,尽管对开裂荷载提高作用不大,但可使裂缝分布细密均匀;极限荷载随叠合层厚度的增大而提高;密拼接缝叠合板远离拼缝处符合平截面假定。基于参数化分析得到垂直预应力方向抗弯刚度的主要影响因素有:预制底板厚度与叠合板厚度比h/H及预制底板宽度b;通过非线性曲面拟合,提出了垂直预应力方向的刚度影响系数计算式。     

单缝密拼钢筋混凝土叠合板受弯性能试验研究

通过10块简支板的静力加载试验,对单缝密拼钢筋混凝土叠合板的破坏形态、刚度、裂缝和承载力进行了研究,并分析了桁架钢筋叠合板密拼缝的传力机理以及桁架钢筋与纵向受力钢筋的定量关系。结果表明:单缝密拼叠合板易在拼缝处发生沿叠合面的撕裂破坏,且其正截面受弯承载力和平均抗弯刚度均低于整浇板;在拼缝处设置桁架钢筋可以有效控制叠合面的撕裂破坏,并提高叠合板垂直于拼缝方向的刚度和承载力;桁架钢筋到拼缝距离等于板厚的试件,未发生拼缝处的叠合面撕裂破坏,其正截面受弯承载力比整浇板试件低6%,但比计算值大9%～18%。结合试验研究成果和国内外相关标准,提出了双向叠合板密拼拼缝的设计建议与构造要求。     

单缝密拼钢筋混凝土叠合板受弯性能试验研究

通过10块简支板的静力加载试验,对单缝密拼钢筋混凝土叠合板的破坏形态、刚度、裂缝和承载力进行了研究,并分析了桁架钢筋叠合板密拼缝的传力机理以及桁架钢筋与纵向受力钢筋的定量关系。结果表明：单缝密拼叠合板易在拼缝处发生沿叠合面的撕裂破坏,且其正截面受弯承载力和平均抗弯刚度均低于整浇板;在拼缝处设置桁架钢筋可以有效控制叠合面的撕裂破坏,并提高叠合板垂直于拼缝方向的刚度和承载力;桁架钢筋到拼缝距离等于板厚的试件,未发生拼缝处的叠合面撕裂破坏,其正截面受弯承载力比整浇板试件低6%,但比计算值大9%~18%。结合试验研究成果和国内外相关标准,提出了双向叠合板密拼拼缝的设计建议与构造要求。     

碳纤维增强复材-混凝土密拼双向叠合楼板静载试验研究

为了解决装配式混凝土双向叠合板的预制底板需要预留外伸钢筋,现场设现浇带接缝方式施工效率低、成本高的问题,在普通密拼接缝的研究基础上提出了板底跨缝粘贴碳纤维增强复材条带的密拼接缝方式。通过6块四边简支的矩形单缝密拼双向叠合楼板静载对比试验,从受力特点和破坏形态、承载特性、变形能力三个方面研究了碳纤维增强复材-混凝土密拼双向叠合板的受弯性能。研究结果表明：四边简支的密拼混凝土叠合板均能实现双向传力,未出现拼缝处裂缝集中的现象;碳纤维增强复材有效参与截面受力,对提高构件的开裂荷载、使用状态试验荷载值贡献明显,能使叠合板抗弯刚度提高25%,对板底拼缝的约束作用非常明显;使用聚合物砂浆填充板缝可增强结构整体性,使叠合板抗弯刚度提高23%,减小板底拼缝宽度增加量。     

不同拼缝方向的预制带肋底板混凝土叠合板面内受力性能

对4个预制带肋底板混凝土叠合板试件和1个现浇混凝土板试件进行了面内低周反复加载试验,试件均呈正方形。4个叠合板试件分别为标准配筋、支座负筋加倍纵向拼缝叠合板,标准配筋、支座负筋加倍横向拼缝叠合板,现浇板试件作为对比。对各试件的破坏形态、滞回特性、变形性能、延性、刚度和耗能等进行对比分析。结果表明:预制带肋底板混凝土叠合板发生了剪切滑移破坏,现浇板发生剪切破坏。加载方向与预制带肋底板拼缝方向垂直的纵向拼缝试件的承载力、刚度均大于加载方向与拼缝方向平行的横向拼缝试件,延性也较好,耗能也较强。叠合板的刚度大于现浇板,现浇板延性略优于叠合板。增配支座负筋可使滞回环更加饱满,并可有效延缓开裂、改善延性、增加刚度、增强耗能。叠合板的预制底板一侧与现浇侧的裂缝发展及分布基本一致,二者协同工作性能良好。建议在实际工程中该叠合板宜适当提高穿孔钢筋和负筋的配筋率,以防止剪切滑移破坏。     

预应力混凝土钢桁架叠合板受弯性能试验与理论研究

通过在预应力混凝土平板上增设钢桁架方式,提出一种预应力混凝土钢桁架叠合板,解决了现阶段其他类型叠合板用预制底板存在开裂荷载较低、临时支撑密集等问题。为研究不同桁架类型对预制底板及叠合板受弯性能的影响,对6块预制底板试件和4块叠合板试件开展了静力加载试验,得到其破坏特征、开裂荷载、挠度曲线及应变分布等。试验结果表明：钢桁架能够显著提高底板的开裂荷载,其中钢管桁架底板试件的开裂荷载最高,达到平板试件的194%以上,适用跨度最大达到9m;不同桁架类型底板试件的破坏模式存在一定差异,钢板桁架、钢管桁架和钢筋桁架预制底板的破坏特征分别为钢板屈曲、焊缝断裂及钢筋弯曲;钢桁架能显著增强底板及叠合层混凝土的整体受力及协同工作性能;桁架类型对叠合板的受弯性能影响较小,不同桁架类型叠合板的开裂荷载均相同,开裂挠度差异在10%以内。基于试验结果,建立了底板上弦失稳弯矩计算公式,并提出预制底板失效弯矩应取开裂弯矩与上弦失稳弯矩的较小值,计算值与试验值吻合较好。     

装配式混凝土结构中叠合板分离式拼缝构造分析与优化的探究

基于断裂力学基本理论,分析叠合板分离式拼缝处构造及开裂原理,讨论附加钢筋对钢筋混凝土叠合板拼缝处的阻裂机制及对叠合面开裂载荷及裂缝发生、发展的影响。通过配置钢筋桁架结构对叠合板分离式拼缝构造进行节点优化,并经工程实例检验优化实效,验证节点设计的合理性,为叠合板分离式拼缝节点设计提供实践参考。     

不同拼接方式下大跨度钢筋混凝土叠合楼板力学性能分析

基于某装配式建筑项目中的大跨度楼板,运用ABAQUS模拟该楼板分别采用整跨现浇楼板和不同拼接方式的双向叠合楼板情况下楼板的力学性能和破坏形式,结果表明：现浇楼板整体性优于叠合楼板,但平行拼接双向叠合楼板力学性能与现浇楼板相差不大;中间跨叠合楼板现浇拼缝处易出现应力集中而最先开裂,且随着楼面均布荷载的增大,裂缝会越过后浇拼缝向边跨叠合板发展,最终楼板板底混凝土全部开裂失效;大跨度楼板若采用桁架钢筋叠合楼板,应采用双向叠合楼板,且现浇拼缝宜布置在受力较小的方向,不宜双向布置。     

新型叠合板拼缝构造措施的试验研究及有限元分析

为改善双向受力叠合楼板在拼缝处的受力性能,提出一种新的拼缝构造措施。并进行了1根无拼缝叠合模型板带、1根有拼缝但无拼缝加强措施的叠合板带及1根有拼缝且进行拼缝加强处理的叠合板带的静力加载试验。试验结果表明:拼缝不进行加强处理的叠合板易发生沿自然粗糙叠合面撕裂的现象;拼缝处设置的抗裂钢筋能有效抑制拼缝的开展,提高其极限承载力,但对开裂后刚度的影响较小。采用有限元程序ABAQUS 6.11对试验试件进行模拟计算,计算结果与试验结果吻合良好;通过数值计算,研究了拼缝数量变化对模型板带受力性能的影响,为深入开展预制带肋底板混凝土叠合楼板的研究提供参考。     

桁架钢筋混凝土叠合板施工过程试验研究

分别展开了桁架钢筋混凝土叠合板预制底板的脱模吊装过程试验和模拟施工荷载下的一次性加载试验,获得了吊装过程预制底板桁架钢筋应力特征及施工阶段变形特征。由试验结果,经力学分析计算,验证了规范中脱模吸附力大小的实用性,其试验最大值比规程中规定值(1.5 kN/m~2)小32.9%左右。通过理论对比分析,桁架间距对预制底板施工阶段的力学性能影响显著;通过刚度分析,验证了短期刚度公式拟合度较好。     

四边不出筋密拼连接叠合双向板足尺试验研究

针对四边不出筋、板侧采用密拼连接的钢筋桁架叠合双向板进行了足尺加载试验,研究了叠合双向板承载能力、裂缝开展、刚度变化、拼缝处受力性能等。试验结果表明:试验板在竖向荷载作用下的各项受力特性均表现为明显的双向板特征,满足正常使用极限状态与承载能力极限状态的要求,拼缝处通过增强附加钢筋、加密钢筋桁架等措施可有效限制连接处裂缝开展,保证接缝承载能力。通过对挠度、钢筋应变的分析,认为试验板垂直拼缝方向板带刚度略小于平行拼缝方向板带刚度。     

密拼式钢筋桁架混凝土叠合板力学性能及最大裂缝宽度研究

由于密拼式钢筋桁架混凝土叠合板天然存在50～60 mm深度的拼缝,故有必要对其最大裂缝宽度问题进行深入研究.为此,设计制作了3块密拼式叠合板、1块后浇带式叠合板和1块整浇预制板,对其进行了静载试验.试验及数值模拟结果表明,通过公式滓s≤0.6fyk限制开裂截面处受拉钢筋的钢筋应力能较好地保证密拼拼缝钢筋桁架叠合板在正常...     

密拼叠合楼板受力性能研究

对于叠合楼板密拼连接形式及后浇段连接形式的构件分别进行了试验研究,探讨了密拼连接叠合楼板拼缝处受力机理,研究桁架钢筋间距、附加钢筋配置数量和附加钢筋搭接长度对密拼叠合楼板受力性能的影响。研究结果表明,当采取适当的拼缝加强措施时,叠合楼板密拼受力性能等同于甚至优于后浇段式连接的受力性能,并建议了合理的密拼连接节点形式及计算方法。     

预制叠合板节点新型构造措施试验研究

为了改善桁架钢筋叠合板节点施工,提出一种新型节点构造措施。并进行了出筋叠合板、不出筋叠合板、现浇板以及新型带套筒叠合板的静力加载对比试验。试验结果表明,只要使叠合板的板端具有足够的受剪承载能力,采用套筒处理叠合板底板伸出纵向钢筋的方式对叠合板的承载能力基本无影响且叠合板具有良好的裂缝控制能力和力学性能。     

L形拼缝叠合双向板受力性能试验研究

目前叠合双向板在拼缝处的构造措施存在传力不理想、施工不便等不足,而L形拼缝叠合双向板从设计原理上分析具有传力理想、施工方便的优点。基于此,对L形拼缝叠合双向板、附加钢筋式叠合双向板和现浇双向板进行了静力加载试验。分析试验板的挠度、钢筋应变、裂缝开展随荷载的变化以及L形拼缝叠合双向板拼缝处的传力情况。试验结果表明:L形拼缝叠合双向板和现浇双向板的裂缝开展以及最终破坏形态相似,其受力性能可以认为"等同现浇"; L形拼缝叠合双向板的开裂荷载和极限荷载高于附加钢筋式叠合双向板,受力性能优于附加钢筋式叠合双向板。     

钢筋桁架纤维水泥叠合板受弯性能试验研究

为研究新型钢筋桁架纤维水泥叠合板的受弯性能,对3块不同参数的叠合板试件进行静力加载试验,研究了施工阶段叠合板骨架体系的受力及变形特征,分析了使用阶段不同配筋形式试件的破坏形态、荷载-应变关系、承载力以及挠度变化。试验结果表明,施工阶段叠合板骨架自身刚度良好,可免设或少设临时支撑;使用阶段横向分布筋能够约束混凝土裂缝发展及叠合面粘结滑移,使纤维水泥板和混凝土板共同受力,提高了构件开裂、屈服及极限荷载;纤维水泥板在各阶段能有效承担和传递荷载,提高楼板整体刚度和承载能力;拼缝截面作为钢筋屈曲和混凝土最先开裂的薄弱处,应设置附加钢筋等构造措施。