装配式混凝土结构楼板新型节点力学性能研究

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随着建筑行业领域的高速发展,国家在近些年出台了装配式建筑相关的政策,装配式建筑结构在工程中所占的比例越来越重。为了能够满足一些建筑品质的需求或是受到运输条件的限制,在预制工厂中生产时装配式楼板尺寸往往不会太大,从而导致装配式楼板之间需要通过接缝连接。但是板缝连接处的受力性能比较复杂,且一般在结构中属于较为薄弱的地方,所以研究合理板缝连接方式至关重要。目前装配式楼板多以装配整体式的形式出现,施工效率较低。因此,研究并推广能够提高效率、提升品质的装配式楼板形式成为装配式建筑中一个急需解决的问题。本文通过全预制环扣板缝连接楼板与全预制楼板支承钢企口的力学性能试验,分析了全装配式楼板体系相关性能。首先,为了研究全预制环扣板缝连接楼板的受弯性能,对实际工程中的2个全预制环扣连接楼板和1个整浇楼板进行对比试验,结果表明环扣连接楼板承载力均大于整浇楼板,证明环扣连接楼板的可行性;并在此基础上,设计完成了5个全预制环扣连接楼板并进行集中加载试验。通过改变环筋布置方式、板缝宽度、中间插筋直径、后浇段粗糙面类型等参数来研究对试件的影响规律。结果表明:改变环筋布置方式和板缝宽度对试验结果影响不大,但在最终破坏形态有明显的不同。增大中间插筋直径与增强后浇段接触面在前期刚度方面提高很大,但最终承载力均有降低。其次,设计了6个带钢企口支承的全预制楼板,通过对支承钢企口节点进行受剪试验,并对比分析试件的荷载-挠度曲线、荷载-钢筋应变曲线、裂缝开展分布等,来研究箍筋配箍率、吊筋位置、方钢管壁厚、节点形式等参数对企口节点受力性能的影响。结果表明:试件主要发生钢管伸出端受剪破坏、钢管伸出端腹部局压失稳破坏和吊筋受拉承载力不足发生破坏的三种破坏形式;采用水平受力筋与吊筋整体的形式和吊筋靠近板顶的形式承载力有一定的提高,并且能够充分发挥材料的性能。最后,利用有限元软件ABAQUS对全预制环扣连接楼板进行了数值模拟,通过对比分析模拟结果与试验结果,验证了有限元模型的有效性,并在此基础上,改变了插筋直径、中间板缝宽度和预埋环筋配筋率参数,分析了其对楼板拼缝处受力性能的影响,为全预制环扣楼板的设计和应用提供参考。
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