预制再生块体混凝土板与预制梁的连接性能试验与分析

发布时间：2020-10-09 22:45

　　预制楼板符合建筑工业化的发展趋势,具有施工速度快等优点,但现场装配常常需要布设满堂支撑,费时费力。为解决此问题,本文提出了一种混凝土预制楼板与预制梁的新型连接构造,力图在满足受力要求的前提下,大幅少甚至完全取消板底支撑。为了给该类连接构造的工程应用提供技术支持,结合废旧混凝土循环利用思想,本文开展了如下工作:1、开展了4个预制装配梁-板试件和2个整浇梁-板试件的受弯试验,考察了制作方式、板厚及外伸齿条数对梁-板连接部位负弯矩受弯性能的影响。研究表明:(1)预制装配试件的极限荷载要高于整浇试件,但板端外伸齿条的数对于前者的极限荷载影响很小;(2)板厚增加对预制装配试件极限荷载的提高幅度要小于其对整浇试件的相应提高幅度;(3)针对预制装配试件的最危险截面,采用现行规范公式计算所得负弯矩承载力具有比整浇试件更高的安全裕度。2、利用通用软件ABAQUS,建立了预制装配梁-板连接部位的有限元模型,分析了板厚、板面受拉钢筋直径以及新、老混凝土接触面的处理方法对该连接部位负弯矩受弯性能的影响。研究表明:(1)在配筋率相同的情况下,随着板厚的增加(间接导致外伸齿条的尺寸以及新、老混凝土的接触面积有所改变),该连接部位的极限荷载随之提高;(2)在配筋率相同的情况下,随着板面受拉钢筋直径的增加(直接导致板面受拉钢筋的搭接长度有所改变),该连接部位的极限荷载有不同程度的提高,但最大提高幅度不超过10%;(3)与新、老混凝土接触面采用tie约束相比,当二者采用面-面接触时,该连接部位的负弯矩承载能力有所降低,但降低幅度在10%以内,且大多小于或接近5%。3、开展了3个预制装配梁-板试件和1个整浇梁-板试件的水平抗剪试验,考察了制作方式、外伸齿条数以及外伸齿条上有无键齿对梁-板连接部位水平抗剪性能的影响。研究表明:(1)与预制装配试件相比,整浇试件的裂缝发展历程和最终破坏形态存在明显差异,后者破坏表现得更有延性;(2)预制装配试件的水平抗剪能力较整浇时有所降低,但通过增设键齿以及增加外伸齿条数等方式,可有效提升前者的抗剪能力;(3)对于外伸齿条上有键齿的预制装配试件,其销筋发挥水平抗剪作用的时机明显早于无键齿预制装配试件,但晚于整浇试件,外伸齿条数对销筋作用的发挥时机影响有限;(4)与各试件的实测抗剪承载力相比,采用既有规范计算得到的抗剪承载力总体上明显偏小,其中美国规范ACI 318-11的预测值相比而言更接近实测值。
【学位单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TU37
【部分图文】：

实例图,块体混凝土,工程运用,实例

c) 钢管混凝土柱 d) 压型钢板组合楼板图 1-1 不同类型再生块体混凝土构件工程运用实例Fig. 1-1 Example applications of various kinds of members made with CC containing DCLs凝土板与预制梁的连接方法（如图 1-2 所示）。该连接方法的优点主要包括：(端设置有外伸齿条。预制板现场拼装时，齿条可搭置在预制梁上，承受施工期荷载，少了竖向临时支撑的布置；(2) 梁板之间采用湿连接。与干式连接相连接可以提高连接区域的整体性；(3) 与叠合楼盖相比，本文提出的构造形式46986674

预制板,破坏情况,预制空心板

北岭地震后，Cleland 等[18]认为必须保证板-板之间、梁-板（或梁-墙）之间的连接具有足够的强度，方能保证水平荷载在楼（屋）盖间有明确的传力路径。汶川震害调查发现，很多采用预制空心板的建筑在地震中倒塌，其中采用预制空心板的砌体结构破坏最为严重。因此一些学者对现行预制空心板拉接与叠合层做法产生了质疑，同时也提出了改进建议[19-23]。徐有邻等[23]研究发现在强震区并非所有的预制板均发生塌落，发生坠落的主要是板端筋未锚固的预制板（如图 1-3 a)所示），而采取合理构造措施的预制板（如图 1-3 c)所示）悬而不掉（如图 1-3 b)所示）。这表明在地震作用下结构能否满足抗震设防标准的关键不在于是否采用预制板，而在于其构造措施是否满足要求。因此该文不建议取缔预制板和装配式混凝土楼盖。此外，美国混凝土结构规范 ACI 318-05[24]第 7.13 节对楼盖的整体性提出了明确的要求：对于预制混凝土结构，应在结构的横向、纵向、竖向及周边设置可靠的抗拉连接（tension ties）以有效地连接结构的各个构件，不允许使用仅依赖构件之间摩擦力的连接形式。

试件,配筋,几何尺寸,单位

f) 试件 PC-4-100(150)的预制板 g) 试件 PC-4-100(150)的预制梁图 2-1 试件的几何尺寸及配筋情况 (单位: mm)Fig. 2-1 Dimensions and reinforcement details of specimens (unit: mm)2.2.2 试件制作整浇梁-板试件的制作主要包括模板制作、钢筋绑扎、块体投放和混凝土浇筑等步骤，具体如图 2-2 所示。

【参考文献】