装配整体式双向板的设计理论和试验研究

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本文在国内外研究的基础上,提出了一种新型连接的装配整体式双向板。这种装配整体式双向板与一般的在单向传力的底板上现浇混凝土层叠合而成的双向板不同,它的预制底板就是双向板,拼接之后在上面浇筑混凝土面层,形成完全的双向受力的混凝土板。它与两个方向的框架梁都有紧密的连接,大大增强了抗震性能。预制底板的拼接采用与传统的拼缝不一样的钢板连接,传力连续,施工方便,成形后外形美观。   本文首先用有限元软件对这种装配整体式双向板进行了受力全过程的模拟,得到钢板焊接连接的装配整体式双向板的变形性能与普通整浇板相似,可以用弹性薄板的小挠度理论对其进行内力分析。用基于弹性薄板小挠度理论的微分方程,对连续双向板的中间区格板块,边区格板块以及角区格板块的板底受拉区进行了理论分析和计算,得出了这三种板块的板底受拉区的范围,并编制表格,便于设计计算。用有限元程序对连续双向板的板底受拉区长度进行计算分析,得出的结论与理论计算结果非常吻合。   完成了5m×5m的装配整体式双向板的足尺试验。试验表明:2.5m×5m,80mm厚的预制底板起吊和安装都是安全的。装配整体式双向板在后浇层达到设计强度后,其整体受力性能与整浇双向板一样,分为未裂阶段,带裂缝工作阶段和破坏等三个阶段。它的裂缝出现规律与变形和整浇双向板一样,但是挠度大于整浇板。破坏时钢板连接处未发生破坏,这说明连接钢板很好地将预制底板的受力传递了过去。   用有限元程序对试验构件进行了补充分析计算。分析得到的装配整体式双向板的开裂荷载与试验值非常接近。极限荷载与整浇双向板按照塑性绞线法并考虑了薄膜效应的极限荷载也非常接近。对装配整体式双向板的刚度与挠度进行进一步分析,所得出的刚度公式与一般整浇板不同。本文的计算值与试验值曲线一致,证明了本文得出的刚度和挠度计算公式的正确性。最后在上述研究的基础上,给出了装配整体式双向板的设计计算方法、构造要求及施工建议。
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