预载装配混凝土楼板的预应力连接效果研究

摘要

预制装配率是衡量单位建筑结构装配化程度的一项重要指标。目前，楼板的预制装配率低下，全预制楼板方案是解决这一问题的根本方案。然而，装配部位的整体性问题限制了全预制楼板方案的推广。为解决这一问题，本文提出一种全预制楼板结构及其预载装配方法，旨在给全预制楼板装配部位建立预应力，以弥补传统装配方法在界面抗裂性、抗渗漏性及连接整体性方面的不足。在此基础上，本文进一步深入研究了这种方法的可行性及其预应力连接效果。本文主要工作如下： （1）发明了一种全预制楼板结构及其预载装配方法，并对该方法的装配方案及效果进行了弹性理论分析。通过预载装配楼板的挠度演化分析，推导出预载施加方式、位置及大小的理论计算公式；再根据混凝土截面应力计算理论，推导出装配部位接缝处截面受拉、受压边缘混凝土的应力计算公式，初步验证了预载装配法在楼板装配部位建立预应力的可行性。 （2）进行了 2 块预载装配预制预应力单向楼板的预应力连接效果试验研究，获得施加预载过程中楼板的荷载-挠度曲线以及接缝处截面受压边缘混凝土的应变值。试验结果表明：施加预载过程中，挠度随荷载线性增长，楼板处在弹性工作阶段；撤除预载后，可以有效地在装配部位建立起充分的预应力。 （3）采用有限元分析软件Abaqus对24个不同参数的预载装配预制预应力单向板、双向板进行了弹塑性模拟分析，研究了接缝处截面的应力、应变分布，分析了预载位置、有效预应力和跨高比对预载装配楼板预应力连接效果的影响。模拟结果表明：预载装配法可以在装配部位建立预应力；预载位置越靠近楼板边缘、有效预应力和跨高比越大，则预载装配法的预应力连接而效果越好，但同时所需的预载力也越大；和单向板不同的是，双向板接缝处截面受压边缘的装配预应力沿接缝长度方向呈现出明显的“拱形”不均匀分布特征。 （4）以预载装配法弹性理论分析模型为基础，将其与有限元模拟结果进行对比，通过Origin拟合得到修正系数，借此对预载装配法弹性理论模型进行了修正，为工程应用提供了较为可靠的依据。

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