預(yù)制裝配式新型樓蓋結(jié)構(gòu)抗震性能試驗(yàn)及設(shè)計(jì)方法研究.pdf

1、預(yù)制裝配式新型樓蓋是一種新型樓蓋結(jié)構(gòu)體系，具有標(biāo)準(zhǔn)化程度高、施工速度快和技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益好等現(xiàn)代預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)的突出優(yōu)點(diǎn)。本文提出了預(yù)制裝配式新型樓蓋的結(jié)構(gòu)形式和裝配連接方法，該新型樓蓋采用一種新型預(yù)應(yīng)力混凝土空心板，空心板在板底正交方向配置預(yù)應(yīng)力受拉筋，雙向受力，通過(guò)在板側(cè)（平行于板跨方向）設(shè)置凹槽和預(yù)應(yīng)力受拉筋與周?chē)鷺?gòu)件連接，在板端（垂直于板跨方向）處通過(guò)U型鋼筋、預(yù)應(yīng)力受拉筋、板端孔內(nèi)設(shè)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(yù)制裝配式新型樓蓋的板縫連接節(jié)點(diǎn)出發(fā)，首先進(jìn)行抗剪連接節(jié)點(diǎn)的推出試驗(yàn)，研究抗剪連接節(jié)點(diǎn)的受力性能和承載力計(jì)算方法；然后對(duì)樓蓋進(jìn)行平面內(nèi)剛度和變形研究，推導(dǎo)出預(yù)制裝配式新型樓蓋的平面內(nèi)剛度以及板縫節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度和剛度的計(jì)算方法；而后提出預(yù)制裝配式新型樓蓋抗倒塌的承載力計(jì)算方法；最后給出了預(yù)制裝配式新型樓蓋的設(shè)計(jì)方法和預(yù)制裝配式新型樓蓋結(jié)構(gòu)體系的抗震設(shè)計(jì)方法。主要研究?jī)?nèi)容和成果如下：
　?。?）設(shè)計(jì)并制作了K1～K4系列共4種預(yù)

3、制裝配式新型樓蓋抗剪連接節(jié)點(diǎn)，并對(duì)抗剪連接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了平面內(nèi)剪力和壓剪復(fù)合作用下10個(gè)試件的推出試驗(yàn)；研究了抗剪連接節(jié)點(diǎn)的破壞現(xiàn)象和受力機(jī)理；分析了荷載-滑移曲線、鋼筋應(yīng)變等性能指標(biāo)，研究了板縫節(jié)點(diǎn)力學(xué)性能的主要影響因素，板縫節(jié)點(diǎn)的抗剪原理；建立了板縫連接節(jié)點(diǎn)的受力模型，給出了各種抗剪連接節(jié)點(diǎn)承載力建議公式。結(jié)果表明，試驗(yàn)值與公式計(jì)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(diǎn)的連接是可靠的。

4、>　?。?）對(duì)3個(gè)預(yù)制裝配式新型樓蓋試件進(jìn)行了單向重復(fù)加卸載試驗(yàn)，研究了樓蓋的破壞現(xiàn)象；分析其荷載-撓度關(guān)系、樓板與邊梁的相對(duì)滑移量、剛度退化系數(shù)等性能指標(biāo)；根據(jù)深梁理論推導(dǎo)出平面內(nèi)撓度公式，研究新型樓蓋的平面內(nèi)剛度計(jì)算方法，結(jié)果表明：預(yù)制裝配式新型樓蓋的平面內(nèi)剛度比一般裝配式樓蓋大近6倍左右，預(yù)制裝配式新型樓蓋具有更大的平面內(nèi)剛度和良好的整體性；基于平截面假定推導(dǎo)出板縫節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)度和剛度的計(jì)算公式，該方法可用于確定板縫節(jié)點(diǎn)連接件的數(shù)量和

5、間距。
　　（3）采用拆除構(gòu)件法，對(duì)帶橫向接縫節(jié)點(diǎn)的2塊新型樓蓋子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了抗倒塌性能試驗(yàn)，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(yīng)變、最大變形等性能指標(biāo)；對(duì)樓蓋試件的受力過(guò)程、懸索作用機(jī)理進(jìn)行了分析。本試驗(yàn)樓蓋結(jié)構(gòu)的變形模式為直線型懸鏈線，根據(jù)直線型懸鏈線機(jī)制推導(dǎo)的承載力計(jì)算公式和試驗(yàn)值相比，結(jié)果表明，計(jì)算值小于試驗(yàn)值，是一種偏于安全的計(jì)算方法。預(yù)制裝配式新型樓蓋的拼縫及板側(cè)邊梁連接構(gòu)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(dá)到理想的抗倒塌能力。
　?。?）對(duì)采用現(xiàn)澆樓蓋的框架-剪力墻結(jié)構(gòu)模型和預(yù)制裝配式新型樓蓋的框架-剪力墻結(jié)構(gòu)模型分別進(jìn)行了擬動(dòng)力試驗(yàn)，分析了兩種結(jié)構(gòu)在不同工況下的位移、加速度、基底剪力反應(yīng)時(shí)程曲線、位移反應(yīng)包絡(luò)圖、滯回曲線、層間位移角和層間剛度等性能指標(biāo)；繪制了剛度退化曲線，根據(jù)層間剪力的分配情況，判斷結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的整體性，為預(yù)制裝配式新型樓蓋替代

7、普通預(yù)制板加后澆面層或現(xiàn)澆樓蓋提供了科學(xué)依據(jù)。
　　（5）基于試驗(yàn)結(jié)果分析和現(xiàn)有研究資料，提出了預(yù)制裝配式新型樓蓋的抗震設(shè)計(jì)方法。根據(jù)預(yù)制裝配式新型樓蓋結(jié)構(gòu)的受力特征，提出采用“串并聯(lián)多質(zhì)點(diǎn)系”計(jì)算模型，在模型中考慮預(yù)制裝配式新型樓蓋的平面內(nèi)抗推剛度，計(jì)算新型樓蓋平面內(nèi)實(shí)際剛度對(duì)結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)和內(nèi)力分配的影響。最后根據(jù)“串并聯(lián)多質(zhì)點(diǎn)系”的抗震設(shè)計(jì)方法，對(duì)預(yù)制裝配式新型樓蓋試驗(yàn)結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行了算例分析。結(jié)果表明，在設(shè)防烈度為7度時(shí)，對(duì)