装配式混凝土结构叠合楼板极限承载力研究

发布时间：2020-01-18 19:11

【摘要】：文章首先研究装配式混凝土结构叠合楼板在竖向荷载作用下荷载传递方式,为剪力墙、叠合梁竖向荷载计算提供参考。基于ABAQUS有限元模拟软件对常用预制板厚度与现浇层厚度及长宽比的9组叠合楼板进行模拟,并与同厚度尺寸现浇板荷载传递系数对比,得到叠合楼板按现浇板方式传递荷载的误差率。与同厚度尺寸现浇板对比,平行拼缝方向传递的荷载大于理论值,垂直拼缝方向传递的荷载小于理论值,其误差小于3%。所以在叠合楼板竖向荷载计算时,荷载传递方式可与现浇板相同。建议在装配式剪力墙结构设计中,与拼缝垂直的剪力墙轴压比限值应减小3%。其次研究装配式混凝土结构中叠合楼板在竖向荷载作用下的极限承载力,为叠合楼板配筋计算提供参考。基于ABAQUS有限元分析软件对底部2块与3块预制板拼接,工程中常用预制板厚度与现浇层厚度,以及长宽比1.0～1.5范围的30组叠合楼板在竖向荷载作用下进行数值计算分析,得到沿拼缝方向按单向板配筋且垂直拼缝方向固定构造配筋、四边简支承受竖向荷载的叠合楼板极限承载力；并计算在楼板极限承载力不变的前提下,按照双向板进行计算,得出沿拼缝方向受力筋面积可减少的比率。结果表明同尺寸、不同预制厚度与现浇层厚度的叠合楼板,现浇层厚度与预制板比值越大,承载力越大；同预制厚度与现浇层厚度,不同尺寸叠合楼板,长宽比与受力筋可减少的比率呈线性关系；底部2块预制板的叠合楼板与相同配筋的底部3块预制板的叠合楼板相比,承载力较低。得到结论如下：沿拼缝方向按单向板配筋、垂直拼缝方向固定构造配筋的叠合楼板,如果拼缝方向作为长方向,当长宽比为1：1.5时,其实际极限承载力比按照单向板计算值可提高17%；长宽比为1：1时,承载力可提高39%,长宽比为1.5：1时,承载力可提高98%。极限承载力相同时,按照双向板计算,当长宽比为1：1.5时,预制板中沿拼缝方向受力筋可减少17%,可按照平行拼缝方向的单向板计算；当长宽比为1：1.2时,预制板中沿拼缝方向受力筋可减少30%,；当长宽比为1：1时,预制板中沿拼缝方向受力筋可减少40%；当长宽比为1.2：1时,预制板中沿拼缝方向配筋可减少60%；当长宽比为1.5：1时,预制板中沿拼缝方向受力筋计算上可不配,叠合板相当于垂直拼缝方向受力为主的单向板。叠合楼板应避免拼缝与楼板中线重合的布置,且当长宽比大于1.5：1时,建议沿短边方向布置预制板。最后研究混凝土叠合板结合面的水平剪力,为叠合楼板桁架钢筋布置计算提供参考。对进行拉毛处理与光面未拉毛处理的试件进行结合面受剪承载力试验研究,得出新旧混凝土结合面抗剪强度试验值。计算叠合板在满足抗剪强度条件下的桁架钢筋合理布置间距。结论得到叠合板新旧混凝土结合面的抗剪强度,拉毛处理结合面强度为3.0MPa,光面未拉毛结合面抗剪强度为1.8MPa。实际工程中,小于9m跨度的叠合楼板可不需要设置抗剪桁架钢筋。为保守起见设置桁架钢筋,以便当结合面粘结失效时仍能满足水平抗剪强度的要求。当叠合楼板跨度小于3.0mm时,腹筋直径选用4mm,布置间距可选用600mm;腹筋直径选用5mm,布置间距可选用1000mm;跨度在3.0m～4.2m时,腹筋直径选用5mm,布置间距可选用800mmm；跨度在4.2m～5.4m时,腹筋直径选用5mm,布置间距可选用600mm;跨度在5.4m～6.0m时,腹筋直径选用6mm,布置间距可选用800mm。
【图文】：

５—后斑混凝±叠合层；６－后斑层内钢筋；逦。逡逑图１．２双向叠合板整体式拼缝构造示意逡逑Ｆｉｇ．邋１．２邋Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｔｗｏｗａｙ邋ｉｎｔｅｇｒａｌ邋ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ邋ｆｌｏｏｒ邋ｓｌａｂｓ逡逑７０年代后期，经过几十年的发展，国内不仅对叠合楼板的基本性能进巧了大量的分析逡逑及研究，也对叠合楼板的设计方面进行了大量的研究。旧版本的《混凝止结构设计规范》逡逑（ＧＢＪ１０－８９）中就提出了正、斜截面的设计计算方法Ｌ：；ｌ及计算公式，新版《混凝止结构设逡逑计规范》（}0５００１０－２０１０）并继续使用旧版的计算方法进行计算。逡逑８０年代开始，贺采旭进行对了简支支撑下的预应力叠合板研巧，并开始对其系统试验逡逑研究。针对叠合楼板新旧混凝±的叠合面的不同处理方法，研究受力筋为预应力钢筋的混逡逑凝±叠合楼板下竖向荷载下的受力性能。通过对试验结果的分析，文章提出了此种叠合楼逦Ｉ逡逑板的叠合面在坚向荷载作用下的承载能力的计算公式，并在考虑了多种情况后提出了计算逡逑公式的适用条件。研究的最后给出了此种叠合楼板在施工中可行的做法［ｉｓｉ。逡逑１９９９年杨建水通过对抗剪析架筋的双向叠合板进行了一系列的试验研究并推导了抗逡逑剪强度的计算公式

（３）叠合楼板新旧混凝±结合面抗剪试验研究，并讨论何种情况可不设抗剪巧架筋。逡逑在叠合板的设计中，当板的跨度过大时，应设置抗剪巧架筋抵抗剪力，，现有技术规程逡逑对最小跨度规定偏于保守，有必要继续对其研巧。图１．６为叠合楼配筋图，其中灰色部分逡逑为抗剪巧架钢筋。逡逑皂f莂倷 皇皇皇a倷 皇曼皇

本文编号：2570961