密拼式钢筋桁架混凝土叠合板静力性能试验研究

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近年来,钢筋桁架混凝土叠合板在装配式建筑中大量应用,欧美国家和我国部分省市已经开始使用50 mm厚的预制底板。密拼式钢筋桁架叠合板由于预制底板之间拼缝的存在,其刚度有所降低,但由于钢筋桁架的配置,在桁架布置方向的刚度又有所提高。为研究板厚、拼缝、钢筋桁架等因素对叠合板静力性能的影响,更好地推广采用50 mm厚预制底板的密拼式钢筋桁架叠合板,本文展开了以下研究,以期为叠合板的工程设计与应用提供参考依据。本文设计制作了 8块预制底板厚度分别为50 mm、55mm及60 mm的钢筋桁架叠合板,拼缝方式分别采用密拼和后浇带方式,并设计1块普通钢筋混凝土预制板,对9块板进行静力加载试验,试验结果表明:密拼拼缝能够很好地保证叠合板的静力性能;叠合板的最大裂缝宽度和拼缝处受拉钢筋的应力有着直接的关系;总板厚对密拼式钢筋桁架叠合板跨中挠度的影响是最大的。在ABAQUS中进行建模计算和参数分析,研究密拼式钢筋桁架叠合板裂缝、挠度、钢筋应变和混凝土应变的发展规律,讨论板厚、拼缝方式、钢筋桁架、拼缝钢筋等影响因素对叠合板静力性能的影响。数值模拟结果表明:拼缝对于叠合板受力过程的传力没有太大影响;钢筋桁架的存在可以提高叠合板的刚度;总板厚不变,仅将预制底板厚度由60 mm改为50 mm,对叠合板的刚度没有明显的削弱作用。基于国内外主要规范中受弯构件静力性能的计算公式,对密拼式钢筋桁架叠合板裂缝宽度控制、混凝土叠合面粘结滑移、板端抗剪承载力和跨中极限抗弯承载力的计算公式进行比较和改进。研究结果表明:公式σs≤0.6fyk、Fa≤nfy Asv sinα:sinβ、VS≤VR和(?)能够很好地控制密拼式钢筋桁架叠合板的最大裂缝宽度、叠合面粘结滑移和板端抗剪承载力;建议采用改进塑性铰线法计算叠合板的极限抗弯承载力。
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