叠合面缺陷对预制混凝土叠合板受力性能影响试验研究

发布时间：2020-08-01 08:30

【摘要】：与整体现浇的混凝土构件相比,叠合构件极易在叠合面部位形成薄弱面,叠合面粗糙处理到位时,其力学性能可近似于整体现浇,处理得不好,则等同于冷缝。此外,在叠合构件施工过程中,叠合面存在可能出现的浮浆、油污、渣土、积水等缺陷,这些因素均可对叠合面粘结性能产生一定的影响,进而影响到叠合构件甚至结构的可靠性。本文以目前工程中普遍使用的桁架钢筋混凝土叠合板为研究对象,重点就混凝土叠合面物理力学性能及叠合面质量缺陷对叠合板受力性能的影响进行试验研究。本文完成的主要内容及成果如下:1、通过文献调研总结了目前常用的几种混凝土粗糙度检测方法及可借鉴的粗糙度表征参数,指出了现有检测方法的局限性,并将三维激光扫描技术应用于混凝土叠合面质量评价领域。针对4种粗糙面处理方式,共计8个试件,通过激光扫描法得到其点云数据,评价该方法用于叠合面量化表征的可行性。2、对高径比为1:1的80个叠合面芯样及20个对比芯样进行劈裂抗拉试验,粗糙面处理考虑人工拉毛、冲毛、自然振捣、压花钢板压痕、钢筋压痕等几种方式,采用灌砂法对其粗糙度进行量化评价。试验结果表明:粗糙面成型工艺对叠合面劈裂抗拉性能的影响较大;灌砂法换算深度评价叠合面粗糙度有一定的局限性,此参数不能体现粗糙面骨料露出占比及分布情况,不宜作为衡量不同叠合面成型工艺处理质量的统一方法,应结合轮廓幅度、轮廓间距等参数研究新的评价方法。3、通过14块叠合板试件的静力试验,研究叠合面质量缺陷对预制混凝土叠合板受力性能的影响。考虑了位置参数、面积参数等缺陷特征,以及粗糙面处理方式、桁架筋腹杆等参数对叠合板承载力、变形、裂缝性能等的影响。试验结果表明:叠合面缺陷特征对叠合板的正常使用如抗裂性能有显著影响,对承载力影响相对有所减小;粗糙处理工艺直接影响叠合面的粗糙度,进一步会影响叠合板的力学性能,有必要对不同粗糙度的叠合面作更深入的研究;桁架筋腹杆钢筋作为抗剪键的作用相对较小,主要在叠合板受荷开裂后发挥作用。4、利用ABAQUS软件针对4.2m跨度叠合板进行非线性有限元分析的结果与试验结果吻合较好。无缺陷、端部25%缺陷及中部50%缺陷的叠合板模拟结果与试验结果比较接近,且能准确模拟混凝土开裂后刚度的变化规律。对于100%缺陷及无桁架筋的叠合板,在混凝土受拉开裂后,有限元模拟的位移结果比试验结果明显偏大,这是因为实际叠合面有一定的粘结力和摩擦力,而模拟过程中认为叠合面是光滑的。缺陷对开裂后叠合板变形性能有一定影响,刚度有所减小,正常使用状态下缺陷面积越大,跨中挠度变形越大,但在受力后期对极限承载力影响较小。
【学位授予单位】：中国建筑科学研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU37

【相似文献】