基于性能设计的叠合板承载力试验研究

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1、基于性能设计的叠合板承载力试验研究张轶（枣庄学院城市与建筑工程学院，山东枣庄277160）摘要：通过对基于性能设计的叠合板和传统叠合板的静力对比试验，研究了基于性能设计的叠合板的开裂荷载和极限承载力；试验表明，该类板的开裂荷载和极限承载力均高于传统叠合板.由于多功能限位器的设置，加强了叠合板的整体受力性能，并验证了拼缝构造措施的合理性..jyqkm，板宽均为880mm，跨度均为3880mm，其中DB-1为无拼缝传统叠合板，内部未设置多功能限位器；DB-3为设置多功能限位器的基于性能设计的叠合板，拼缝两侧对称设置多功能限位器，并且拼缝处加设多功能限位器与拼缝处构造

2、钢筋形成空间桁架.预制底板混凝土和后浇层混凝土都采用强度等级为C30的混凝土，受力主筋为6根直径为12mm的二级钢，，构造筋为直径为5mm的一级钢，混凝土保护层厚度[2]为均15mm，两试件配筋、拼缝构造措施、多功能限位器及施工照如图1所示.2叠合板试验2.1加载方法及量测方法钢筋应变片粘贴：在传统叠合板（DB-1)纯弯段内，板底部纵向受拉钢筋中点处贴钢筋应变片；在基于性能设计的叠合板（DB-3）拼缝处左侧下部受拉钢筋处粘贴钢筋应变片.混凝土应变片粘贴：在跨中混凝土表面按三等分点原则布置四个混凝土应变片，分别为压区顶面一点、拉区底面一点、中间两点.本文静力对比试

3、验采用正位加载试验[3]，在试验时，试件板一端底部设置滚动铰支座支撑，另一端底部设置不动铰支座支撑.加载方法采用两个集中荷载来等效均布荷载，即等效荷载法.即在跨度三分点位置设置两个相等的集中荷载来完成新型叠合板的加载试验.图2为试验加载模型及试验装置.2.2试验现象当试件DB-1开始受力以后，其应力和变形只是略有增加，此时通过裂缝测宽仪仔细观察试件板底面与侧面是否出现裂缝，当加载到10KN荷载值并持续10min后，通过裂缝测宽仪发现了第一条裂缝出现在板底，这时第一条裂缝与试件宽度方向大致平行且宽度较细，此时，10KN为DB-1的实测开裂荷载.此后，裂缝数量随着荷

4、载继续加大也在继续增多，并且裂缝也开始沿试件板的侧面向上发展且向着试件支座处继续增多，而板底的裂缝也在沿着试件跨度方向继续增多，裂缝由跨中向板的两支座端大致成对称发展，而试件DB-3在开裂前与DB-1变形基本一致，当荷载加到10KN并持载一段时间后在板底出现第一条裂缝，此时，10KN也为DB-3的实测开裂荷载.随着继续加载，裂缝增多，裂缝均在拼缝两侧处产生，拼缝处未出现裂缝，裂缝也由拼缝处两侧向试件两端方向发展，当达到极限荷载时，拼缝处只出现较小裂缝未出现大裂缝，且宽度较小，发展缓慢.根据钢筋拉伸性能试验，实测受拉钢筋的弹性模量为2.0×105N/mm2，屈服强

5、度为415N/mm2，相应的钢筋屈服应变为0.00205.在正式试验过程中，当试件DB-1加载到38kN荷载时其受拉钢筋的平均应变超过了屈服应变，荷载加到44.1kN时受拉钢筋的应变达到0.01，此时荷载值为试件DB-1的极限荷载[4]；当试件DB-3加到46kN荷载时其受拉钢筋的平均应变超过了屈服应变，荷载加到52.6kN时受拉钢筋的应变达到0.01，此时荷载值为试件DB-3的极限荷载.根据上述对试验现象的描述以及确定实测开裂荷载值和极限荷载值的方法，得出以下实测荷载值，如表1所示.从图5、6中可以看出，在混凝土开裂前，两试件板C、D点的混凝土应变非线性变化均

6、较小且应变值也较小，当混凝土开裂后，C、D点的混凝土应变非线性变化较大且都有较大幅度增长，尤其D点混凝土应变更发生突变.当荷载加到18KN时，试件DB-1的D点混凝土拉应变显示为789个微应变，随着荷载继续增大到22KN时，D点混凝土应变片的读数为10000，即仪器的满量程，应变片被拉断，继续加载到34KN时，C点的混凝土拉应变为1489个微应变，当荷载达到38KN时，C点混凝土应变片的读数为10000，应变片被拉断；当试件DB-3荷载加载到实测极限荷载52.6KN时，试件DB-3的D点混凝土应变片未被拉断，应变显示为617个微应变.3试验现象分析通过试验现象可

7、以看出DB-3拼缝处D点的混凝土应变片未被拉断而且其承载力高于试件DB-1的承载力，这说明拼接板拼缝处的构造措施是合理有效的，拼缝处的构造措施是通过两侧预留钢筋相互搭接一定长度，然后弯起至后浇混凝土层顶部，然后再在两根弯起的顶部钢筋中间搭接一根连接筋，从而形成了一个类似钢结构的空间桁架，而试件DB-3更在空间桁架中加设了一个多功能限位器，更加大大增强了空间桁架的受力性能，从而对提高拼接叠合板的承载能力是有利的，实现了使薄弱处变成较强处的设计目的，这正是多功能限位器的使用加强了叠合面的抗剪强度[5]，增强了叠合板的整体性和刚度，间接提高了叠合板的承载力.4结论（1

8、）基于性能设计的叠合板采