預制裝配式新型樓蓋結構抗震性能試驗及設計方法研究.pdf

1、預制裝配式新型樓蓋是一種新型樓蓋結構體系，具有標準化程度高、施工速度快和技術經濟效益好等現(xiàn)代預制混凝土結構的突出優(yōu)點。本文提出了預制裝配式新型樓蓋的結構形式和裝配連接方法，該新型樓蓋采用一種新型預應力混凝土空心板，空心板在板底正交方向配置預應力受拉筋，雙向受力，通過在板側（平行于板跨方向）設置凹槽和預應力受拉筋與周圍構件連接，在板端（垂直于板跨方向）處通過U型鋼筋、預應力受拉筋、板端孔內設置堵頭與后澆混凝土帶形成新型樓蓋。
　　本

2、課題從研究該預制裝配式新型樓蓋的板縫連接節(jié)點出發(fā)，首先進行抗剪連接節(jié)點的推出試驗，研究抗剪連接節(jié)點的受力性能和承載力計算方法；然后對樓蓋進行平面內剛度和變形研究，推導出預制裝配式新型樓蓋的平面內剛度以及板縫節(jié)點強度和剛度的計算方法；而后提出預制裝配式新型樓蓋抗倒塌的承載力計算方法；最后給出了預制裝配式新型樓蓋的設計方法和預制裝配式新型樓蓋結構體系的抗震設計方法。主要研究內容和成果如下：
　?。?）設計并制作了K1～K4系列共4種預

3、制裝配式新型樓蓋抗剪連接節(jié)點，并對抗剪連接節(jié)點進行了平面內剪力和壓剪復合作用下10個試件的推出試驗；研究了抗剪連接節(jié)點的破壞現(xiàn)象和受力機理；分析了荷載-滑移曲線、鋼筋應變等性能指標，研究了板縫節(jié)點力學性能的主要影響因素，板縫節(jié)點的抗剪原理；建立了板縫連接節(jié)點的受力模型，給出了各種抗剪連接節(jié)點承載力建議公式。結果表明，試驗值與公式計算值的比值范圍在0.80-1.70之間，平均值為1.378；K1、K3系列抗剪連接節(jié)點的連接是可靠的。

4、>　?。?）對3個預制裝配式新型樓蓋試件進行了單向重復加卸載試驗，研究了樓蓋的破壞現(xiàn)象；分析其荷載-撓度關系、樓板與邊梁的相對滑移量、剛度退化系數(shù)等性能指標；根據深梁理論推導出平面內撓度公式，研究新型樓蓋的平面內剛度計算方法，結果表明：預制裝配式新型樓蓋的平面內剛度比一般裝配式樓蓋大近6倍左右，預制裝配式新型樓蓋具有更大的平面內剛度和良好的整體性；基于平截面假定推導出板縫節(jié)點的強度和剛度的計算公式，該方法可用于確定板縫節(jié)點連接件的數(shù)量和

5、間距。
　?。?）采用拆除構件法，對帶橫向接縫節(jié)點的2塊新型樓蓋子結構進行了抗倒塌性能試驗，研究了這種樓蓋的破壞形態(tài)和裂縫發(fā)展；探討了其承載能力、應變、最大變形等性能指標；對樓蓋試件的受力過程、懸索作用機理進行了分析。本試驗樓蓋結構的變形模式為直線型懸鏈線，根據直線型懸鏈線機制推導的承載力計算公式和試驗值相比，結果表明，計算值小于試驗值，是一種偏于安全的計算方法。預制裝配式新型樓蓋的拼縫及板側邊梁連接構造布置合理；采用合適的周邊連

6、接和橫向拼縫連接可以達到理想的抗倒塌能力。
　?。?）對采用現(xiàn)澆樓蓋的框架-剪力墻結構模型和預制裝配式新型樓蓋的框架-剪力墻結構模型分別進行了擬動力試驗，分析了兩種結構在不同工況下的位移、加速度、基底剪力反應時程曲線、位移反應包絡圖、滯回曲線、層間位移角和層間剛度等性能指標；繪制了剛度退化曲線，根據層間剪力的分配情況，判斷結構模型樓蓋的剛性是否滿足要求，但兩者都具有良好的剪力傳遞能力，能夠保證結構的整體性，為預制裝配式新型樓蓋替代

7、普通預制板加后澆面層或現(xiàn)澆樓蓋提供了科學依據。
　?。?）基于試驗結果分析和現(xiàn)有研究資料，提出了預制裝配式新型樓蓋的抗震設計方法。根據預制裝配式新型樓蓋結構的受力特征，提出采用“串并聯(lián)多質點系”計算模型，在模型中考慮預制裝配式新型樓蓋的平面內抗推剛度，計算新型樓蓋平面內實際剛度對結構的地震響應和內力分配的影響。最后根據“串并聯(lián)多質點系”的抗震設計方法，對預制裝配式新型樓蓋試驗結構模型進行了算例分析。結果表明，在設防烈度為7度時，對