装配式新型钢筋桁架混凝土叠合板受力性能研究

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随着经济高速发展与建筑产业转型升级,我国开始大力推行“建筑工业化、住宅产业化”。国务院住建部相继出台了与装配式建筑有关的政策实施指导意见,并采取相应激励措施为装配式建筑的推广、应用、发展提供支持。钢筋桁架混凝土叠合板自身具有良好的受力性能,在我国装配式建筑中广泛应用。目前常用的钢筋桁架混凝土预制底板,板面有凸出的桁架钢筋,板端有伸出的受力筋。出筋的存在给预制底板生产、运输、施工、安装带来诸多不便,对工程进度和结构安全造成严重影响,阻碍了装配式建筑的发展。为提高预制底板的安装效率,进一步推广装配式构件的应用,本文提出一种凹凸型板端不出筋的新型叠合板构造,并通过试验结合有限元的方法,验证了新型叠合板的受力性能。具体完成工作如下:(1)提出新型叠合板的构造方式、制作方法、施工验算及安装步骤。新型叠合板在传统出筋叠合板的基础上,对底板的形状、受力钢筋形式及板端钢筋搭接方式进行了改造,根据《混凝土结构工程施工规范》(GB50666-2011)的相关要求对新型叠合板施工过程进行验算,生产与安装步骤在保证受力性能前提下可灵活调整。(2)设计新型叠合板双跨试件的静载试验,验证新型叠合板的受力性能。加载过程中叠合面未发生破坏,试件裂缝发展过程与现浇单向板裂缝发展趋势基本一致,叠合板表面未出现斜裂缝,破坏形式与受弯破坏形式吻合。通过对比理论计算值和实测值得到,试件中间支座开裂荷载与规范计算值较接近,可采用规范提出的公式对其进行估算;实测极限荷载与塑性极限荷载计算值较接近,可使用塑性分析法对新型叠合板极限承载力进行估算;特征荷载的挠度值远小于规范规定值,刚度符合规范要求。(3)使用ABAQUS有限元软件,建立试件足尺寸模型,对比试验与模拟的异同;分析板端附加钢筋、补强钢筋布置方式及板端伸入支座长度对新型叠合板节点的受力影响。结果表明:试验与模拟结果吻合良好,二者均具有一定科学性和合理性;当板端承受正弯矩时,板端附加钢筋及补强钢筋布置形式,对节点受力性能影响较大;板端承受负弯矩时,增大预制底板伸入长度或改变底板板端钢筋布置方式,对梁板节点承载力提高几乎无影响。最终得到新型叠合板的受弯性能良好,其整体性、抗裂性、承载力、刚度均符合规范要求。
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