建筑构造层对混凝土板承载力的影响研究

摘要

混凝土建筑楼盖一般由结构层(即钢筋混凝土板)和建筑构造层(结构板上找平层、面层等)组成。在结构设计中，板面荷载均考虑全部由结构层承担，但实际上，建筑构造层对板的抗弯承载力也是有贡献的。但是由于受“设计规范”的限制，这种对板抗弯承载力的有利影响是不被考虑的。
　　 本文通过静力加载试验和有限元分析，对现浇混凝土整体板及在其上后浇不同材料构造层的叠合板进行了研究，探讨了其承载性能(挠度、裂缝、承载力、破坏形态)及受力机理，开展的主要工作有：
　　 1、简单介绍了叠合构件的受力性能，及其在建筑结构的应用和国内外的研究现状。
　　 2、通过四组混凝土板的对比试验(包括一组80mm厚的混凝土现浇板、一组100mm厚的混凝土现浇板和两组在80mm厚混凝土板后浇不同强度水泥砂浆的叠合板)研究分析了其受弯性能(挠度、承载力、裂缝、破坏形态)及受力原理；试验证明，叠合水泥砂浆层的混凝土板的刚度和承载力提高明显。
　　 3、通过ANSYS有限元分析软件对四组构件模型进行数值模拟，在分析模拟中，混凝土和水泥砂浆均采用的是三维实体单元SOLID65，钢筋采用LINK8单元。在钢筋和混凝土本构关系的选择上，钢筋采用双线性随动强化模型，混凝土采用多线性随动强化模型，钢筋和混凝土的屈服准则选用MISES屈服准则，破坏准则则采用最大拉应力准则。由计算结果可知，利用ANSYS进行有限元非线性模拟其结果与试验结果吻合较好。
　　 由静载试验和有限元分析结果可知，钢筋混凝土板的水泥砂浆面层的存在对提高板的承载力是明显的。因此对于实际工程中由于各种原因造成的混凝土板的厚度和施工质量不能完全符合设计要求等情况，可以考虑由于混凝土板面层砂浆的存在，对增大板截面的刚度，提高板承载力的贡献。这对减少返工、未使用就加固等造成的浪费具有一定的意义。
　　 本文最后在本次试验研究的基础上，对进一步做好建筑构造层对混凝土板承载力影响的研究工作进行了展望。