钢筋桁架混凝土叠合板短期刚度的理论分析与试验研究

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钢筋桁架混凝土叠合板作为当前装配式结构工程中常用的水平构件,在施工和使用阶段,其结构的受力形式存在明显差别,就如何合理考虑钢筋桁架对预制底板及叠合板刚度影响的问题上尚存在争议,为此,本文对钢筋桁架凝土预制底板及钢筋桁架混凝土叠合板的力学性能与短期刚度展开研究,具体内容如下:1、进行了3块钢筋桁架混凝土预制底板静载试验,试验结果表明:钢筋桁架上弦筋有较大应变值,揭示了在施工短暂设计状况下,部分出露在外的钢筋桁架对预制底板的刚度有一定贡献;进行了4块预制双向板的静载试验,其中带钢筋桁架的叠合板3块,不带钢筋桁架的对比用预制板1块,试验结果表明:相同板厚的带桁架叠合板与不带桁架预制板,试验测得跨中挠度结果并没有明显区别,故可将叠合板等同于一般现浇楼板处理;改变叠合板的钢筋桁架布置方向对于叠合面的抗剪能力有一定程度影响。2、利用《混凝土结构设计规范》GB50010-2010对3块钢筋桁架预制底板试件的挠度进行了计算,结果表明:钢筋桁架对钢筋桁架预制底板实际刚度的贡献比按等弹性模量法计算的小。依据本文及相关文献中共计14块预制底板试验数据,通过回归分析得到在预制底板刚度计算时,按等弹性模量法计算钢筋桁架换算截面的刚度宜乘以折减系数0.6。3、利用《混凝土结构设计规范》GB50010-2010对3块钢筋桁架叠合板试件的挠度进行了计算,结果表明:挠度计算结果小于试验结果,说明按等弹性模量法计算的叠合板组合截面刚度值偏大;钢筋桁架对叠合板的刚度贡献不足组合截面总刚度的3%,对最终的挠度计算结果影响仅为0.02mm;依据钢筋桁架的布置,按各向同性和各向异性对叠合板挠度计算方法进行了探讨。4、对钢筋桁架预制底板及叠合板进行有限元建模、模型验证及短期刚度参数分析,设计了6组试件,结果表明:钢筋桁架对预制底板的受力影响较大,且上弦筋可以显著抑制预制底板开裂后刚度的迅速退化;而钢筋桁架对叠合板的影响较小,具体表现在改变钢筋桁架的数量及设计高度,开裂弯矩及跨中挠度并不会发生较大变化。
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