叠合板中桁架钢筋对预制板受力性能的影响

采用混凝土叠合板可在保证结构受力性能的同时，有效地提高结构的装配率。受限于板的整体厚度和相关规范中对现浇层厚度的要求，预制层的厚度通常不能满足刚度需求。国内常采用在预制板中布置桁架钢筋的方法提高预制板刚度。然而目前却没有规范给出桁架钢筋预制板刚度的计算方法，此外，我国应用的桁架钢筋板厚度较薄，尺寸较小，刚度提升效果十分有限，采用桁架钢筋提升板的刚度可能并不经济。为此，通过跨中两点弯曲试验研究桁架钢筋对预制板受力性能的影响，并基于试验结果和理论分析，提出了预制板刚度计算方法。试验结果表明：桁架钢筋对预制板刚度的提升有限，60 mm厚桁架钢筋板的刚度可能无法满足施工要求；桁架钢筋对混凝土板有效受压面积的削弱将导致混凝土板受弯承载力明显降低，上弦钢筋的屈曲将导致预制板达到极限状态后承载力迅速下降。基于试验结果的参数分析显示，取消桁架钢筋，适当增加预制板厚度，不仅能有效提升预制板的刚度和承载力，还能降低楼板钢筋用量达26%左右。     

桁架钢筋混凝土叠合板抗弯承载性能研究现状探析

桁架钢筋叠合板因其兼具了预制板和现浇板的优点,在装配式建筑工程中获得了广泛应用。论文主要介绍了桁架钢筋叠合板的桁架钢筋构造要点,通过探析桁架钢筋叠合板的抗弯承载性能研究现状,指出现阶段桁架钢筋叠合板中桁架钢筋对叠合板刚度贡献问题,并提出用可拆卸桁架钢筋提高叠合板整体抗弯刚度、减小挠度变形和降低技术成本的新途径。     

关于桁架钢筋混凝土叠合板按双向板设计问题的探讨

装配式混凝土结构楼盖当采用桁架钢筋混凝土叠合板时,叠合板宜根据预制板支座构造、接缝构造和长宽比来确定按单向板或双向板设计,同时还要考虑后浇层与预制板的厚度比例的影响。     

新型带可拆桁架肋叠合双向楼盖试验

为了研究新型带可拆桁架肋叠合双向楼盖的力学性能,进行了2块不同配筋形式新型叠合双向板和1块现浇双向板的静载试验,对新型叠合双向板的施工阶段进行了模拟加载试验,在未设支撑的情况下,测试了预制板在施工荷载作用下的挠度,并对比分析了试件在使用阶段的裂缝分布、破坏形态、刚度变化、挠曲变形、开裂荷载、受弯承载力、整体工作受力性能等基本力学性能。结果表明:预制板在施工阶段的挠度限值满足规范要求,桁架肋在新型叠合双向板的施工阶段起支撑作用,承担施工荷载,在施工过程中可不另设支撑; 新型叠合双向板与现浇双向板的裂缝分布、破坏形态、承载能力基本相同,开裂荷载较现浇双向板提前; 与现浇双向板相比,新型叠合双向板中叠合层和预埋件在一定程度上削弱了楼板的整体性,但影响不大; 在配筋面积基本相同的情况下,预制板内采用细钢筋可以提高叠合双向板的抗裂性能; 在使用阶段,自然粗糙面的构造措施能够较好地保证叠合面的抗剪能力,在弹性受力阶段预制板和后浇层能够协同工作,具有良好的整体性。     

现浇层施加预应力叠合板力学性能分析

现浇层施加双向预应力的钢筋桁架混凝土叠合板（以下简称钢筋桁架混凝土叠合板）是一种半装配式结构。根据钢筋桁架混凝土叠合板静载试验及数值模拟结果,获得了其荷载-跨中挠度曲线、荷载-应变曲线。通过试验结果及模拟分析可知：在钢筋桁架混凝土叠合板正常服役过程中,其抗弯承载力及刚度均充足,符合规范要求;通过理论研究分析了支撑体系的安全性,并对钢筋桁架混凝土叠合板在现场堆放及运输过程中出现的问题提出了解决措施。     

新型夹芯保温叠合楼板的传热机理及热工性能研究

将保温层置于混凝土叠合楼板的预制底板和现浇顶板之间，提出了一种新型夹芯保温叠合楼板（以下简称新型叠合板），建立了稳态传热分析有限元模型，研究了桁架钢筋间距、夹芯层厚度等对新型叠合板传热系数的影响。结果表明：为满足规范传热要求，夹芯层厚度需超过20 mm、材料导热系数需小于0.15 W/(m·K)；新型叠合板热桥效应明显，桁架钢筋对结构传热系数影响可达13.5%；随着夹芯层保温效果的提高，桁架钢筋间距造成的热阻变化占整体热阻的比例逐渐提高，但占钢筋总影响的比例降低。此外，通过对样本模型数据进行回归分析，得到了具有较高精度的传热系数计算公式，可以用来评估此类新型叠合板的保温性能。     

钢筋桁架叠合楼板标准构造与平面整体表示方法研究

本文依据现行技术规程和技术标准提出的桁架钢筋混凝土叠合板构造设计原则,结合国标图集,分析了钢筋桁架叠合楼板及其连接的构造规则,将预制板构造信息要素归纳为总体信息、类型信息、几何信息、钢筋(钢筋桁架)信息、吊装信息和预埋线盒(预留洞)信息;规定了构件的局部坐标系,结合通用说明与通用构造详图,通过编码表达预制板,替代构件详图;参照平法制图规则表达叠合层,实现桁架钢筋混凝土叠合板的平面整体表达。该方法绘图简便,读图便捷,信息完备,能够大幅提高设计效率和读图效率,便于信息交流。     

装配式建筑叠合楼板设计中若干问题讨论

面对我国资源环境过度消耗和劳动力日益匮乏的现状,国家高度重视装配式建筑的推广。通过北京市某政策性住房及某人才公租房两个装配式建筑中叠合板设计实践,总结了叠合板设计中易碰到的几个问题,如钢筋桁架预制板及现浇层厚度的选取、叠合板拼缝做法及宽度的选取,以及相应现浇结构的构造做法,并对应提出了相关解决方案。通过采取这些解决方案,保证了叠合板施工的便利性及质量,提高了施工效率,确保了装配式建筑建设的质量。     

新型钢筋桁架模板施工技术

河南广电发射塔楼层板采用钢筋桁架模板,减少了模板支撑及现场的钢筋绑扎量,加快了施工进度,增加了楼板刚度,提高了楼板的施工质量,同时有效地控制了混凝土保护层厚度及楼板裂缝的产生。该模板结构形式的综合经济效益较好,为我国钢结构楼板施工提供了一项新技术。     

新型钢筋桁架混凝土叠合板抗弯刚度计算方法研究

在自承式钢筋桁架混凝土叠合板的基础上进行改进,通过减少钢筋桁架的数量,以及在施工阶段增加临时支承,提高了钢筋桁架叠合板的施工便利性和经济性。基于等效惯性矩法,通过理论推导得出了新型钢筋桁架混凝土叠合板在施工阶段和使用阶段的短期刚度计算公式。用有限元软件ANSYS对新型钢筋桁架混凝土叠合板的施工阶段和使用阶段进行有限元分析,根据分析结果对推导的短期刚度计算公式进行了修正。研究结论为新型钢筋桁架混凝土叠合板设计分析与工程应用提供了必要的理论基础。     

预制混凝土空心模剪力墙受力性能试验研究

通过1个钢筋混凝土剪力墙试件和5个横向孔洞为矩形的预制混凝土空心模剪力墙试件的拟静力试验,研究了采用纵向孔洞为圆形、横向孔洞为矩形的空心模构造的预制混凝土空心模剪力墙试件的受力性能。结果表明：该预制混凝土空心模剪力墙沿竖向分布钢筋位置出现竖向裂缝,避免了脆性破坏发生,位移延性系数为3.87~6.47,变形性能良好;现浇与预制混凝土结合面是墙体受力的薄弱部位,降低了墙体的受剪承载力,对高轴压比试件尤为显著;空心模剪力墙在正常使用阶段的刚度与现浇混凝土剪力墙相似,在设计计算时无需对刚度进行折减;提高轴压比和减小剪跨比能够增加墙体的初始刚度,但加快了后期刚度退化速率;降低水平钢筋配筋量对墙体的受剪承载力和变形能力影响较小,但降低了开裂荷载,增加了裂缝宽度。     

大尺寸大开间页岩陶粒混凝土双向叠合板足尺试验研究

针对目前装配式建筑中常用的钢筋混凝土叠合楼板自重较大、工厂标准化生产的预制底板规格尺寸较小的问题,提出了一种由两块预制普通混凝土大板通过一条整体式接缝拼装,并后浇轻质页岩陶粒混凝土而成的大开间叠合楼板,页岩陶粒混凝土后浇层可有效减小楼板自重,提高楼板的保温、隔热和隔声性能。通过进行叠合板足尺试件的堆载试验,研究其在竖向荷载作用下的承载力、变形特征、破坏形态及整体式接缝的传力性能。结果表明,该大开间叠合板试件在正常使用极限状态下的跨中挠度和裂缝宽度均满足相关规范要求,且表现出明显的双向板裂缝分布特征,所采用的整体式接缝具有良好的传力性能,可以作为结构楼板使用。此外,有限元模型所选取的材料本构模型和接触面设定较为合理,计算结果与试验结果吻合良好,可用于轻质混凝土叠合楼板受力性能及影响参数分析。     

轻质装配式叠合楼板拼接处受力性能试验研究

提出了一种轻质装配式叠合楼板,由压型钢板、带桁架钢筋轻质陶粒混凝土预制层及普通混凝土现浇层三部分组成,在拼接处增设构造钢筋并用栓钉将楼板与钢梁焊接。分析了各级加载下试件在拼接处的抗弯承载力、挠度以及裂缝等力学性能指标。结果表明,拼接处的构造措施能有效提高叠合楼板的承载力和变形能力;与普通叠合楼板相比,该种楼板具有自重低、承载力高、延性好及施工效率高等特点,具有广阔的应用前景。     

开孔薄壁钢梁-轻骨料混凝土装配式组合楼板受力性能试验研究

为研究开孔薄壁钢梁 轻骨料混凝土组合楼板的受力性能,设计并制作了5块具有不同构造（不同预制板型、抗剪方式及腹板开孔率）的组合楼板试件,进行了简支条件下均布加载受力性能试验研究。结果表明：该组合楼板具有较高的整体刚度和承载能力,当等效均布荷载达到6 kN/m²时,跨中挠度远小于L/500（L为试件跨度）;对于相同的开孔率,薄壁钢梁腹板的开孔应优选孔径小、数量多的开孔形式;采用文中所构造的抗剪键及其布置形式的组合楼板,其抗剪效果明显优于采用结构胶黏结混凝土板和钢梁的;组合效应系数可以较好地反映组合楼板的整体特性及内部损伤。     

预应力叠合板抗火性能试验研究

为了解预应力叠合板在火灾中及火灾后的受力性能,制作了12块不同叠合层厚度的预应力叠合板,通过受火试验及受火后的静载试验,研究叠合板在高温和荷载耦合作用下的受力性能以及不同受火时间下受火后的受力机制和剩余承载力。结果表明：预应力叠合板在高温和荷载耦合作用下,叠合面将会产生水平裂缝,燃烧时间越长,这种现象越明显,甚至出现预制层与叠合层脱离;钢筋桁架对预应力叠合板的抗火性能具有重要作用,保证了叠合层与预制层脱离后板仍具有一定的整体工作性能;预应力叠合板在高温和荷载耦合作用下,将会产生顺筋裂缝,发生黏结破坏;受火后预应力叠合板再施加荷载,预制层与叠合层将会完全分离脱开,板的受力机制发生变化,由受弯构件转化为桁架结构;对于受火时间不超过60min、保护层厚度为20mm的预应力叠合板,其剩余承载力仍能达到未受火叠合板的80%以上;对于保护层厚度为20mm、预制层厚度为40mm、叠合层厚度不小于70mm的叠合板,其耐火极限可达2h以上。     

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。     

单向带抗剪键叠合板的力学性能及设计方法

针对现有钢筋桁架叠合板钢筋用量多、成本偏高的不足,提出了一种新型带混凝土抗剪键的叠合板,并通过对1块现浇板和6块叠合板的静力加载试验,分析了有无抗剪键、抗剪键沿横向个数和抗剪键结构形式对叠合板力学性能的影响。采用有限元软件ABAQUS模拟了试验中部分试件的受力过程,验证了有限元模拟方法的可行性。结果表明:与无抗剪键叠合板相比,设置一定数量抗剪键的叠合板和现浇板力学性能相近; 抗剪键个数越多,叠合板的极限承载力与现浇板越接近,其破坏特征也与现浇板基本相同; 不同结构形式的抗剪键均能保证预制底板与现浇层间的有效连接; 预制底板与现浇层的接触面间采用绑定接触时有限元模拟结果与试验结果更加接近; 考虑到结构设计的可靠性,在有限元模拟过程中,当叠合板的预制底板与现浇层间设置为摩擦接触时,改变抗剪键沿横向个数、抗剪键沿纵向个数和抗剪键截面面积,叠合板的屈服荷载和屈服位移均发生变化,但当三者增加到一定程度时,变化趋势不再明显; 改变现浇层混凝土强度等级、抗剪键混凝土强度等级和接触面摩擦因数,叠合板的屈服荷载和屈服位移基本未发生变化; 建立了带抗剪键叠合板的抗弯承载力和屈服位移简化计算式。     

页岩陶粒轻质混凝土双向叠合楼板

根据3块足尺页岩陶粒轻质混凝土双向叠合楼板试件和1块足尺现浇双向楼板对比试件的静力堆载试验结果,分析了双向叠合楼板预制底板的普通混凝土和后浇叠合层的页岩陶粒轻质混凝土采用相同强度等级时的挠度变形特点,并根据试验结果和弹性力学薄板理论推导了页岩陶粒轻质混凝土双向叠合楼板的挠度计算公式。推导了四边固支页岩陶粒混凝土和普通混凝土叠合板在竖向均布荷载作用下截面中和轴高度、抗弯刚度和挠度的计算表达式,并分别对挠度和初始刚度计算公式进行了修正,提出了考虑四边支承转动的页岩陶粒轻质混凝土双向叠合楼板挠度计算公式。结果表明:页岩陶粒轻质混凝土双向叠合楼板跨中位移呈现线弹性变化特征,页岩陶粒轻质混凝土材料的弹性模量、叠合楼板中设置的钢筋桁架以及双向叠合板的板端约束条件是影响叠合楼板刚度和跨中挠度的主要因素;采用所推导公式计算的页岩陶粒混凝土叠合楼板的挠度值与试验值吻合良好。