预制带肋底板混凝土叠合楼板抗弯性能试验探究和数值研究

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1、预制带肋底板混凝土叠合楼板抗弯性能试验探究和数值研究　　提要：本文通过对PK板反拱值进行理论计算与数值分析，得出三种反拱值计算模型计算结果有差异，但差异不大，其中有孔模型与数值分析结果较相近。通过对PK板的抗弯试验与有限元模拟，进一步验证PK板破坏属延性破坏，其抗弯性能、开裂荷载和极限承载力均满足设计要求；本文在ABAQUS中采用的PK板模型分析出的结果与试验结果吻合较好。本文为PK板在施工阶段的应用提供了试验数据和理论依据。关键词：PK板；反拱值；抗弯承载力；有限元模拟Prefabricatedribbedconcretefloorslabflexuralpropertiesofco

2、mpositeExperimentalstudyandnumericalanalysisHuGuo-ningHouHe-tao（1.ShanDongOneStarGroup，Jinan，250014；2.SchoolofCivilEngineering，ShanDongUniversity，Jinan，250061）Abstract：Basedontheoreticalcalculationandfiniteelementsimulationofprestressedconcreteslab（PKslab）specimen’sinvertedarchvalue.5Comprehensi

3、velyverifyingthecalculationresultsofthreeinvertedarchvaluecalculationmodelshavedifference，butthedifferenceisnotsignificant，theresultofholemodelaresimilartothenumericalanalysisresults；Basedonthebendingexperimentandfiniteelementsimulationofprestressedconcreteslab（PKslab）specimens.Furtherverifiedth

4、edestructionofPKslabbelongstoductilefailure，theflexuralbehavior，crackingloadandultimatestrengthfullymeetthedesignrequirement；Thispaperprovidesexperimentaldataandtheoreticalbasisforthepracticalengineeringapplicationoftheslabs.Keywords：PKplate；invertedarchvalue；flexuralcapacity；finiteelementsimula

5、tion1.引言目前，国内使用的楼板包括现浇混凝土楼板、预制装配式混凝土楼板、压型钢板组合混凝土楼板、预应力混凝土平板叠合楼板。其中现浇混凝土楼板费工费料、施工周期长，需要支模、拆模，施工效率低但整体性能优越，技术成熟；预制装配式混凝土楼板与梁柱连接节点较为复杂，整体性较差；压型钢板组合混凝土楼板减5少了房间净高，需做防火处理及装修吊顶；预应力混凝土平板叠合楼板的预制平板抗弯刚度较低，平板较厚[1]。PK预应力混凝土叠合楼板其预制底板为30mm，自重较轻；底板上部带肋增加了整体刚度并方便吊装、运输；肋上留孔，施工时在孔中布置非预应力钢筋与管线，使单向叠合板成为双向叠合板，进一步改善叠合

6、板的受力性能；浇筑叠合混凝土后在肋上孔洞处形成混凝土销提高了叠合面的咬合力；在施工阶段预制板下不需设置支撑，减少现场湿作业，节约原料，加快施工效率[2]。可以说PK预应力混凝土叠合楼板是一种非常新型且实用的楼板形式，其发展前景很好。而该叠合板在施工阶段，预制部分的反拱值和抗弯性能尤为重要。因此有必要对其反拱值，抗弯刚度与抗弯承载力进行深入研究。本文通过对长度为4040mm（跨度为3640mm）PK板反拱值的理论研究和数值分析，抗弯试验研究和ABAQUS有限元模拟，验证PK板反拱值大小，抗弯承载力和变形性能，为此类构件在实际工程领域中的应用提供依据。2.PK板预应力反拱值计算PK板的预应

7、力引起的初始反拱值有两种常用的近似计算理论[3]：一种是假设肋上通孔；一种是假设肋上无孔。按这两种假设，同一块板的截面特性与刚度有差异，但计算方法一样如下：5预应力反拱值（f拱）计算：由预应力钢筋偏心拉力产生的弯矩：（1）式中：eP01为预应力钢筋重心至换算截面重心的距离；NP0为预应力钢筋有效拉力；对于不出现裂缝的预应力混凝土受弯构件，短期刚度取：BS=0.85EI。（2）自重余拱（f余）：自重产生的挠度：（3）式中q1为自重荷载。自重下的余