裝配式樓隔板結(jié)構(gòu)性能試驗(yàn)研究

裝配式樓隔板結(jié)構(gòu)性能試驗(yàn)研究

目前，安裝的建筑墻體采用120mm厚的預(yù)制混凝土空心板。但是對(duì)于某些特殊樓蓋板,由于使用條件和環(huán)境的特殊性,樓蓋板使用時(shí)承受的恒載和活荷載均較小,例如城鎮(zhèn)建筑中的坡屋頂屋面掛瓦板、跨度不大的不上人的屋面板等。如果可以用一種較120mm厚板薄、造價(jià)相對(duì)經(jīng)濟(jì)且可靠性也得到保障的板來(lái)代替,將有重要的現(xiàn)實(shí)意義。鑒于此,本文對(duì)目前已在我國(guó)部分地區(qū)工程中開(kāi)始應(yīng)用的100mm厚預(yù)應(yīng)力混凝土空心板進(jìn)行了結(jié)構(gòu)性能試驗(yàn),以期為該類(lèi)板在工程中應(yīng)用時(shí)提供相應(yīng)的試驗(yàn)依據(jù)和技術(shù)參考。1試驗(yàn)計(jì)劃的設(shè)計(jì)1.1空心板、預(yù)應(yīng)力冷軋帶肋鋼筋的施工本次試驗(yàn)共進(jìn)行了15塊100mm厚預(yù)應(yīng)力空心板的試驗(yàn)(跨度3.0～4.1m各三塊),板的截面尺寸、孔洞直徑、數(shù)量如圖1所示。板的制作在河南省焦作市一家預(yù)制廠完成,預(yù)應(yīng)力空心板采用碎石粒徑5～10mm,中砂,32.5強(qiáng)度等級(jí)的普通硅酸鹽水泥。水灰比0.47,混凝土的塌落度18cm,砂率38.0%,現(xiàn)場(chǎng)攪拌機(jī)攪拌,用混凝土擠壓機(jī)擠壓成型,并根據(jù)規(guī)范要求留作相應(yīng)數(shù)量100×100×100標(biāo)準(zhǔn)試塊,預(yù)應(yīng)力空心板采用先張法,在100m長(zhǎng)線臺(tái)座上張拉鋼筋,并采用測(cè)力儀進(jìn)行張拉應(yīng)力控制與檢測(cè)。本文的試件中的預(yù)應(yīng)力冷軋帶肋鋼筋采用的是CRB650級(jí),鋼筋的直徑《5,實(shí)測(cè)抗拉強(qiáng)度f(wàn)ptk=670N/mm2,伸長(zhǎng)率δ100=4.5%。本文抽取其中的5塊有代表性的板的試驗(yàn)數(shù)據(jù)作以說(shuō)明,見(jiàn)表1。1.1荷重塊加載規(guī)范本文試驗(yàn)所用預(yù)應(yīng)力混凝土空心板及其疊合板均采用堆載試驗(yàn)方式,荷重塊應(yīng)按區(qū)格成垛堆放,垛與垛之間間隙不宜小于50mm,加載示意圖如2所示。試驗(yàn)前取了50塊普通黏土磚測(cè)出單塊平均重量,加載值通過(guò)加載黏土磚的塊數(shù)來(lái)控制。1.2．2復(fù)合式0.①構(gòu)件的撓度檢驗(yàn):α0s0s≤[αs]式中:α0s0s——在標(biāo)準(zhǔn)荷載檢驗(yàn)值Qs作用下構(gòu)件跨中短期撓度實(shí)測(cè)值;[αs]——在標(biāo)準(zhǔn)荷載檢驗(yàn)值αs作用下構(gòu)件跨中短期撓度計(jì)算值。②構(gòu)件的抗裂檢驗(yàn):γ0u0u≥[γcr]式中:γ0cr0cr——構(gòu)件抗裂檢驗(yàn)系數(shù)實(shí)測(cè)值,即試件的開(kāi)裂荷載實(shí)測(cè)值與標(biāo)準(zhǔn)荷載檢驗(yàn)值的比值;[γcr]——構(gòu)件抗裂檢驗(yàn)允許系數(shù)。③承載力檢驗(yàn):γ0u0u≥[γu]γ0u0u——構(gòu)件承載力檢驗(yàn)系數(shù)實(shí)測(cè)值,及試件的承載力檢驗(yàn)荷載實(shí)測(cè)值與承載力檢驗(yàn)荷載設(shè)計(jì)值之比;[γu]——構(gòu)件承載力檢驗(yàn)系數(shù)允許值。試驗(yàn)板的結(jié)構(gòu)性能的檢驗(yàn)結(jié)果應(yīng)按GB50204-2002規(guī)定檢驗(yàn),當(dāng)受檢驗(yàn)板的結(jié)構(gòu)性能的全部檢驗(yàn)要求均滿(mǎn)足時(shí),該板的結(jié)構(gòu)性能評(píng)為合格。210荷載-撓度分析2.1YKB3060:該板的荷載-撓度曲線如圖3所示(圖中撓度值指構(gòu)件的實(shí)際變形值,已考慮了構(gòu)件的反拱值,下同,該構(gòu)件的反拱值是10.7mm)。根據(jù)試驗(yàn)的記錄結(jié)果,構(gòu)件在標(biāo)準(zhǔn)荷載作用下的撓度為1.39mm,為計(jì)算跨度的1/2072,當(dāng)荷載達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)荷載的1.96倍或荷載設(shè)計(jì)值的1.55倍時(shí),首先在跨中最大彎矩處混凝土的受拉區(qū)出現(xiàn)第一條裂縫,此時(shí)構(gòu)件的撓度值為11.2mm。當(dāng)荷載值達(dá)到1.90倍的設(shè)計(jì)荷載時(shí),板即將開(kāi)裂但裂縫條數(shù)仍不多,僅為2條,而裂縫寬度已足夠大1.2mm,當(dāng)加載為2倍的設(shè)計(jì)荷載時(shí),荷載尚未加完,板從跨中主筋拉斷而破壞。該板的延性較差,脆性破壞特征較為明顯。2.2YKB3360:荷載-撓度曲線如圖3所示(該構(gòu)件的反拱值為5mm)。當(dāng)荷載為標(biāo)準(zhǔn)荷載時(shí),撓度值為1.03mm,為計(jì)算跨度的1/3088。當(dāng)荷載達(dá)到設(shè)計(jì)荷載的1.44倍時(shí),在板跨中下部混凝土受拉區(qū)出現(xiàn)第一條裂縫,此時(shí)撓度值為1.97mm。當(dāng)荷載達(dá)到設(shè)計(jì)荷載值的1.80倍時(shí),大約在跨中的1000mm區(qū)段內(nèi)出現(xiàn)8-9條裂縫,裂縫平均間距約為110mm,裂縫細(xì)而密,且裂縫延伸至板的中和軸以上,此時(shí)板的變形十分明顯,跨中撓度已達(dá)40mm,為計(jì)算跨度的1/80。當(dāng)加載值為設(shè)計(jì)值的1.85倍時(shí),加載完成后破壞預(yù)兆十分明顯,荷載加完約5分鐘后板從跨中主筋被拉壞斷裂。2.3YKB3660:荷載-撓度曲線如圖3所示(該板反拱值8.7mm)。當(dāng)加載值為標(biāo)準(zhǔn)荷載時(shí)撓度達(dá)到2.02mm,為計(jì)算跨度的1/1723。當(dāng)加載值為1.43倍的標(biāo)準(zhǔn)荷載時(shí),在跨中底部混凝土受拉區(qū)出現(xiàn)第一條微裂縫,此時(shí)構(gòu)件的撓度為5.33mm。當(dāng)荷載達(dá)荷載設(shè)計(jì)值的1.75倍時(shí),撓度達(dá)35.3mm,為計(jì)算跨度的1/98,裂縫數(shù)量稍有增加。當(dāng)荷載為荷載設(shè)計(jì)值的1.85倍時(shí),撓度急劇增加,裂縫數(shù)量激增且迅速密集。繼續(xù)加載至荷載設(shè)計(jì)值得1.95倍時(shí),荷載尚未加完,板即斷裂。該板斷裂之前撓曲變形十分明顯,裂縫數(shù)量較多,延性破壞特征較顯著。2.4YKB3960:荷載-撓度曲線如圖3所示(該板的反拱值是9mm)。當(dāng)荷載為標(biāo)準(zhǔn)荷載時(shí),撓度達(dá)3.1mm為計(jì)算跨度的1/1219。當(dāng)荷載達(dá)標(biāo)準(zhǔn)荷載的1.33倍時(shí),在跨中底部混凝土受拉區(qū)出現(xiàn)第一條微裂縫,當(dāng)加載值為荷載設(shè)計(jì)值的1.65倍時(shí),撓度急劇增加達(dá)31mm,為計(jì)算跨度的1/121,裂縫已達(dá)12條且迅速密集,裂縫大約在跨中1450mm范圍內(nèi),平均間距約120mm。繼續(xù)加載至荷載設(shè)計(jì)值的1.75倍時(shí),加載尚未完成,板主筋在跨中即被拉斷破壞。該板的延性較好,破壞前有明顯預(yù)兆。2.5YKB4160:荷載-撓度曲線如圖3所示(該構(gòu)件的反拱值是8mm)。當(dāng)外加荷載達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)荷載時(shí),撓度已至2.4mm,為計(jì)算跨度的1/1658。當(dāng)荷載增至1.35倍的設(shè)計(jì)荷載值時(shí)發(fā)現(xiàn)板跨中受拉區(qū)混凝土出現(xiàn)第一條微裂縫,而后撓度變化明顯加快,當(dāng)荷載增至荷載設(shè)計(jì)值的1.75倍時(shí),裂縫條數(shù)增至11條,撓度急劇增加,已達(dá)到45mm,為設(shè)計(jì)荷載1/88。繼續(xù)加載至荷載設(shè)計(jì)值的1.85倍時(shí),荷載加到一半時(shí)板主筋跨中被拉斷而破壞。該板破壞時(shí)在撓度和裂縫均得到了充分發(fā)展,有明顯預(yù)兆,延性破壞特征較明顯。310空心板結(jié)構(gòu)性能檢測(cè)3.1試驗(yàn)分析:我們根據(jù)對(duì)試驗(yàn)板的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析研究,并且與在理論及工程實(shí)踐中應(yīng)用相對(duì)成熟120mm厚的預(yù)應(yīng)力混凝土空心板進(jìn)行對(duì)比分析,我們發(fā)現(xiàn)該板同120mm厚的預(yù)應(yīng)力混凝土空心板破壞過(guò)程一樣,從加載到破壞,其工作狀態(tài)經(jīng)歷了三個(gè)階段:彈性工作階段、帶裂縫工作階段和破壞階段,這一點(diǎn)在荷載-撓度曲線圖上也有所反映,該類(lèi)型板的荷載-撓度曲線與120mm厚預(yù)應(yīng)力混凝土空心板是相似的。根據(jù)需要我們分別編制了表2、表3、表4以作分析:從表2中我們發(fā)現(xiàn),該類(lèi)板的實(shí)測(cè)開(kāi)裂荷載值和實(shí)測(cè)極限荷載值均較板的相應(yīng)計(jì)算荷載值大,說(shuō)明此類(lèi)板在正常使用極限狀態(tài)和承載能力極限狀態(tài)下均有一定的富裕系數(shù)。板開(kāi)裂荷載值與板的破壞荷載值之間還有很大的荷載差距,使板帶裂縫工作時(shí)間較長(zhǎng),這給板的裂縫和撓度充分發(fā)展提供了很大的空間,為板的延性破壞提供了可能。其中YKB3060的是一種脆性破壞,其原因可能是因?yàn)榘宓目缍容^小而配筋率相對(duì)過(guò)高所致。從表3中我們看出板破壞時(shí)的撓度值雖然與破壞標(biāo)志的撓度值有一定的差距,但撓度值已相對(duì)較大。裂縫得到了相對(duì)充分的發(fā)展,該類(lèi)板的破壞時(shí)都有明顯預(yù)兆,屬延性破壞或亞延性破壞(即近似延性破壞)。從表4中我們看出