摘要
高能耗问题是我国建筑行业的通病，随着我国社会经济的发展，国家出台了一系列政策支持建筑工业化。目前叠合板被大范围的应用在我国装配式楼盖中，现行规范规定双向叠合楼盖使用整体式接缝，预制底板需预留胡子筋，这就带来了一系列操作不便问题。叠合楼板虽然在一定程度上能提高施工速度，整体性较好，但现场施工不便，要大量后浇混凝土，浪费劳动力，装配效率不高，施工效率得不到本质上的提升。故本文提出了一种高强钢板组合单边螺栓连接全预制装配式楼板，该全预制楼板通过高强钢板组合单边螺栓钢筋连接件将其预制拼接板的受力钢筋拉通，形成等强受力，且操作方便、速度快、现场无大量后浇混凝土。为系统研究高强钢板组合单边螺栓连接全预制装配式楼板的受弯性能，开展了以下研究工作： 1.首先进行了单筋新型全预制楼板受弯性能试验，试验设计了2块不同钢筋锚固长度连接件连接的单筋新型全预制板和1块现浇板。该试验主要是为了探究何种锚固长度的连接件更适用于单筋新型全预制板，研究发现：3倍钢筋直径锚固长度连接件连接的单筋新型全预制板极限承载力只有单筋现浇板的78.3%，而4倍钢筋直径锚固长度连接件连接的单筋新型全预制板极限承载力能达到单筋现浇板的86.4%，这表明4倍钢筋直径锚固长度连接件更适合用在单筋新型全预制板中。应用 4 倍钢筋直径锚固长度连接件，进行新型全预制板受弯性能试验。本次试验设计了 2 块新型全预制板和 1 块现浇板，2块新型全预制板的区别在于预制拼接板拼缝中间是否涂抹环氧树脂胶。研究发现：没有涂抹环氧树脂胶的新型全预制板前期刚度低于其它两块板，现浇板与涂有环氧树脂胶的新型全预制板刚度相差不大，开裂荷载也符合此规律；3块板的裂缝分布均匀且分布形态基本相同，新型全预制板的极限承载力都能达到现浇板的水平，甚至略高于现浇板。 2. 在试验研究的基础上，通过ABAQUS有限元软件对高强钢板组合单边螺栓连接全预制装配式楼板进行数值模拟分析，得到的荷载-跨中挠度曲线与试验曲线吻合较好，验证了有限元模拟的合理性。在此基础上，进一步分析了钢筋连接件尺寸和后浇槽形式对新型全预制板的受弯性能影响，研究发现：钢筋连接件长度从80mm变为90mm和100mm 对新型全预制板受弯性能并无明显影响，钢筋连接件宽度为 70mm 的新型全预制板极限承载力相较于宽度 50mm和60mm的提升 4.2%，即宽度越大其开裂后刚度和极限承载力越大；后浇采用小凹槽和通长槽时的开裂荷载不一样，采用通长槽的新型全预制板相较于采用小凹槽的开裂荷载提高7.1%。 3. 在单向板有限元模拟的基础上，建立新型全预制双向板有限元模型，进一步研究两拼新型全预制双向板和三拼新型全预制双向板在不同长宽比下的受弯性能，同时探讨了长宽比为 1：1 时两拼新型全预制双向板在不同钢筋连接件间距下的极限承载力。研究发现：在长宽比为1：0.75时，两拼新型全预制双向板和三拼新型全预制双向板大量出现裂缝时的形态和现浇双向板相类似，都呈现出双向板特有的蝶形裂缝；长宽比越大，新型全预制双向板的开裂荷载越接近现浇双向板，但极限荷载并不符合此规律，只有当长宽比为1：0.75时新型全预制双向板的极限荷载最接近现浇双向板；在长宽比为 1：1时，两拼新型全预制双向板更靠近现浇双向板，在该长宽比下建议使用两拼新型全预制双向板；在长宽比为1：0.75时，如对开裂荷载和前期刚度有较高要求，则建议使用三拼新型全预制双向板，否则可任意选用两者；在长宽比为 1：0.5 时，两拼新型全预制双向板的极限承载力与三拼新型全预制双向板相差不大，可任意使用两者；钢筋连接件间距为 400mm和 600mm时的极限承载力是间距为 200mm时的 85.59%和79.98%，间距越大，其承载力越小。 4. 在新型全预制板受弯性能试验基础上，将理论与试验相结合，提出新型全预制板正截面受弯承载力计算公式和T型等效截面计算开裂荷载方法，为工程提供参考。
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