鋼板限位器連接的疊合板試驗(yàn)研究

鄭建波

（濱州學(xué)院建筑工程學(xué)院，山東 濱州 256600）

隨著裝配式建筑的大力推廣，鋼筋混凝土疊合板作為主要的受力構(gòu)件得到廣泛的應(yīng)用。疊合板連接拼縫構(gòu)造是疊合板綜合力學(xué)性能的關(guān)鍵。疊合板的連接在保證承載力和延性等綜合力學(xué)性能的同時(shí)，還要方便施工操作[1]。

基于此，研制了一種鋼板限位器連接的疊合板拼縫構(gòu)造，見圖1 所示。預(yù)制板四周兩相鄰面預(yù)埋連接鋼板，連接鋼板兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置限位塊；預(yù)制板另外兩相鄰面預(yù)埋U 形鋼制連接件。采用連接鋼板與U 形連接件通過安裝螺栓和限位塊進(jìn)行連接固定，然后在預(yù)制板上部澆筑混凝土面層。

圖1 疊合板拼縫構(gòu)造示意圖

1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)按照四邊簡(jiǎn)支設(shè)計(jì)試件疊合板，試件板平面尺寸為3m×2mm，由兩塊1.5m×2mm 的預(yù)制底板拼接構(gòu)成，厚度60mm，上面澆筑60mm 厚度混凝土，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30，預(yù)制板內(nèi)受力鋼筋為直徑10mm 的HRB400 級(jí)鋼筋。

1.1 撓度測(cè)量

考慮雙向板受力特性，板撓度采用位移計(jì)布點(diǎn)測(cè)量。測(cè)點(diǎn)布置在板底中心位置和板中線兩側(cè)跨度的四分之一處，如圖2 所示設(shè)置位移計(jì)。同時(shí)考慮支座處在試驗(yàn)加載過程中可能存在的變形，在板件四邊中部各布置一個(gè)測(cè)點(diǎn)來(lái)測(cè)定支座處的位移[1]。

1.2 應(yīng)變片的布置及測(cè)量

為了保證鋼筋應(yīng)變片粘結(jié)質(zhì)量，鋼筋下料后先用電動(dòng)砂輪將貼片處打磨光滑，并用丙酮擦洗，再用502 膠粘貼鋼筋應(yīng)變片，最后用紗布及硅膠對(duì)鋼筋應(yīng)變片進(jìn)行包裹以達(dá)到防水保護(hù)的目的，然后再綁扎鋼筋成型，并對(duì)每個(gè)應(yīng)變片的焊出導(dǎo)線進(jìn)行編號(hào)，用PVC 細(xì)管將導(dǎo)線集中引到試件表面外[2]。

2 加載制度

試驗(yàn)采用分級(jí)加載制度。綜合考慮加載設(shè)備重量、試件板自重以及實(shí)測(cè)鋼筋及混凝土的強(qiáng)度確定試件板的開裂荷載和極限荷載理論計(jì)算值，根據(jù)試件開裂荷載和極限荷載的理論計(jì)算值確定分級(jí)加載制度[3]。

加載方式采用在跨度三分點(diǎn)位置設(shè)置兩個(gè)相等的集中荷載進(jìn)行等效加載完成疊合板的加載試驗(yàn)[4]。等效加載的原則是兩集中荷載作用下的跨中彎矩與均布荷載作用下的跨中彎矩相等，同時(shí)兩集中荷載作用下的支座處的最大剪力值等于均布荷載作用時(shí)的支座剪力值[5]。

圖2 位移計(jì)布置圖

3 試驗(yàn)現(xiàn)象

3.1 試件裂縫

試件裂縫發(fā)展表現(xiàn)出典型的雙向受彎破壞形態(tài)。剛開始加載初期，由于受力較小，板底無(wú)開裂現(xiàn)象，隨著繼續(xù)加載，在板底跨中靠近拼縫處首先出現(xiàn)平行于長(zhǎng)邊方向的裂縫，試件處于帶裂縫工作階段。隨著試驗(yàn)荷載的繼續(xù)增大，前期裂縫沿長(zhǎng)度方向繼續(xù)發(fā)展延伸直至貫通，寬度逐漸加大，同時(shí)在板四角位置逐漸出現(xiàn)新的裂縫。試件板底裂縫如圖3 所示。

圖3 疊合板板底裂縫發(fā)展圖

3.2 受力特性

從試件板的實(shí)測(cè)荷載-撓度曲線（見圖4） 中可以看出，混凝土開裂前，試件板處于近似彈性階段，荷載與撓度成線性比例，此時(shí)板尚未開裂，剛度較大，撓度較?。浑S著繼續(xù)加載，混凝土逐漸開裂，試件板的剛度降低，板撓度值增速加大，荷載-撓度曲線呈現(xiàn)出平緩狀態(tài)。當(dāng)荷載值達(dá)到極限值時(shí)，試件板的剛度急劇下降，各測(cè)點(diǎn)撓度值和裂縫寬度也急劇增加，板中受拉鋼筋達(dá)到屈服。件破壞，受拉鋼筋應(yīng)變0.01。

4 結(jié)語(yǔ)

采用鋼板限位器連接的鋼筋混凝土疊合板構(gòu)件，通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，表現(xiàn)出典型的雙向板破壞特征，拼縫處在試驗(yàn)過程中力學(xué)性能良好，板底裂縫發(fā)展有序，表現(xiàn)出很好的延性特征，同時(shí)拼縫構(gòu)造增強(qiáng)了板件的整體穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)了預(yù)制板的無(wú)縫拼接。該連接方式簡(jiǎn)單，施工操作方便，可有效節(jié)約施工工期，具有良好的推廣價(jià)值。

圖4 疊合板荷載-撓度曲線

圖5 拼縫連接件荷載-應(yīng)變曲線

圖5 為拼縫連接間荷載-應(yīng)變曲線?；炷灵_裂前，荷載與受力鋼筋應(yīng)變近似成線性比例，且應(yīng)變值較小，繼續(xù)加載至混凝土開裂后，荷載-應(yīng)變曲線有顯著突變，受力鋼筋應(yīng)變急劇增長(zhǎng)。當(dāng)荷載加載到47.2kN 時(shí)，試件的受力鋼筋屈服，應(yīng)變達(dá)到鋼筋屈服應(yīng)變，隨著荷載繼續(xù)增加到55.7kN時(shí)，裂縫寬度已超過1.5mm，跨中撓度接近跨度的1/35，試