雙向疊合樓板拼縫處受力機(jī)理試驗(yàn)研究與數(shù)值模擬.pdf

1、為適應(yīng)國家十二五規(guī)劃及未來對(duì)住宅產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的需求，對(duì)在裝配式結(jié)構(gòu)中占比重較大的鋼筋混凝土疊合樓板開展研究。現(xiàn)有疊合樓板主要是單向受力形式，拼縫處受力性能較弱，綜合造價(jià)較高，這些都降低了疊合樓板的推廣速度，影響住宅產(chǎn)業(yè)進(jìn)程。
　　國內(nèi)外專家學(xué)者對(duì)疊合底板形式和雙向疊合樓板板拼縫處理做了一些研究，并提出一些新的疊合底板形式和拼縫處理構(gòu)造，但都存在一定的局限性，課題組從拼縫處的受力機(jī)理來研究疊合樓板的拼縫處承載能力，考慮施工易操作性，通

2、過構(gòu)造來解決疊合樓板的拼縫傳力問題。
　　文中首先研究了疊合樓板疊合面的抗剪和抗拉粘結(jié)性能，分析了拼縫處截面受力狀態(tài)、拼縫處鋼筋錨固受力狀態(tài)和疊合面的受彎狀態(tài);分析了常用的格構(gòu)鋼筋對(duì)疊合樓板的剛度和承載的影響，采用子結(jié)構(gòu)理論建立剛度計(jì)算公式;對(duì)現(xiàn)有的粘結(jié)滑移曲線進(jìn)行比較分析，在此基礎(chǔ)上，提出改進(jìn)的粘結(jié)滑移曲線，并用數(shù)值模擬進(jìn)行驗(yàn)證;通過12塊疊合樓板的試驗(yàn)和有限元數(shù)值模擬，研究不同拼縫連接形式疊合板的受力性能;文中最后提出了一種新

3、型增強(qiáng)拼縫連接形式，并用試驗(yàn)驗(yàn)證了其受力性能。論文研究的主要成果如下:
　　(1)通過對(duì)疊合結(jié)構(gòu)疊合面抗剪、抗拉試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)混凝土強(qiáng)度大于C20時(shí)，疊合面試驗(yàn)抗剪強(qiáng)度與混凝土立方體抗壓強(qiáng)度表現(xiàn)出了較強(qiáng)的相關(guān)性，回歸方程顯著;對(duì)疊合面抗拉強(qiáng)度與后澆混凝土的軸拉強(qiáng)度表現(xiàn)出較強(qiáng)的相關(guān)性，回歸結(jié)果可信度較高。
　　(2)推導(dǎo)出了拼縫處鋼筋錨固承載力受疊合面影響系數(shù)，通過分析得出對(duì)于設(shè)置格構(gòu)鋼筋的疊合樓板，拼縫處可以滿足受拉鋼

4、筋錨固要求;從疊合樓板拼縫處疊合面受彎狀態(tài)推導(dǎo)出帶拼縫疊合樓板的疊合面破壞時(shí)極限彎矩。
　　(3)通過我國規(guī)范的短期剛度計(jì)算公式的推導(dǎo)過程，分析了應(yīng)用于板的剛度計(jì)算時(shí)存在的局限性;對(duì)比分析了不同剛度計(jì)算公式，得出了一些有益的結(jié)論;采用子結(jié)構(gòu)理論，對(duì)格構(gòu)鋼筋進(jìn)行了剛度等效，推導(dǎo)出等效計(jì)算公式，以便分析格構(gòu)鋼筋對(duì)疊合板的剛度貢獻(xiàn)。
　　(4)提出了改進(jìn)的粘結(jié)滑移曲線本構(gòu)模型，并進(jìn)行了數(shù)值模擬，模擬曲線和試驗(yàn)曲線符合較好，驗(yàn)證了模

5、型的可靠性。
　　(5)通過12塊疊合樓板的試驗(yàn)和有限元分析結(jié)果表明:對(duì)拼縫處未設(shè)附加約束的疊合樓板具有一定的承載能力，但搭接縱筋超過屈服荷載后，會(huì)產(chǎn)生脆性斷裂破壞;當(dāng)設(shè)置格構(gòu)鋼筋約束時(shí)，無論是端拼縫和側(cè)拼縫（格構(gòu)鋼筋橫向設(shè)置和豎向設(shè)置），都能夠保證拼縫處鋼筋的有效傳力，實(shí)現(xiàn)“等承載力連接”。
　　(6)數(shù)值計(jì)算結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果吻合較好，表明文中的數(shù)值模擬方法的可靠性;數(shù)值分析結(jié)果表明，模型中添加粘結(jié)彈簧單元對(duì)承載力和剛度影響