凌 茹，周海超

（1.安徽水利水电职业技术学院建筑工程系，合肥 231603；2.安徽中亚钢结构工程有限公司，合肥231603）



不同型式拼接叠合板承载性能试验研究

凌 茹1，周海超2

（1.安徽水利水电职业技术学院建筑工程系，合肥 231603；2.安徽中亚钢结构工程有限公司，合肥231603）

摘要：通过对1块普通混凝土板、1块拼接叠合板和1块加强拼接叠合板进行静力载荷破坏性试验，深入研究各试件的破坏特性、承载能力、变形能力及刚度等，并将3块板进行对比分析。试验结果表明，在拼接缝处有可靠的连接构造情况下，拼接叠合板的承载能力较普通现浇板要明显提高，说明结构设计合理。

关键词：拼接叠合板；拼缝；承载力；变形

0引言

近年来，随着城镇化的快速发展，建立一个节约型住宅产业化结构体系显得很有必要，这就要求我们必须走一条在技术上打破常规的新型工业化发展道路，避免传统建造体系下的机械化程度偏低，工期长且污染严重等一系列缺点［1-2］。叠合结构正是一种满足住宅产业化发展要求，集现浇结构和装配结构优点于一体的结构形式，本文在十七冶项目部通过试验研究［3-4］拼接叠合板承载能力和破坏特性［5-6］。

1 试验概况

本文主要研究采用了1块现浇板和2块叠合板进行对比试验，且3块板截面尺寸完全一样，均为长3880mm，宽880mm，厚130mm。文中叠合板试件采用C30（fcu=32.9 Mpa）混凝土，纵向受拉钢筋为6B12、分布钢筋为B6，拼缝处的构造筋为A5@ 200。现浇板配筋如图1。

图1 现浇混凝土板

2块叠合板的制作如图2、3所示，其中板的配筋率不同，其余尺寸均相同，后浇混凝土C30厚70mm，总厚130mm，拼接处的钢筋及伸入两侧预制部分锚固长度如图所示。试件选用的C30混凝土，水泥采用42.5级硅酸盐水泥，砂子采用中砂，石子采用碎石，计算出相应的配合比［7］。混凝土浇筑完毕后，自然养护28天测定C30抗压强度为30.5MPa。

图2 单拼接叠合板

图3 加强拼接叠合板

2 试验装置及加载程序

2.1 试验装置

如图4所示为本次试验加载装置，本次试验采用在试件的三等分点处加两个集中荷载，采用千斤顶—分配梁系统的加载方式。试验时将钢筋混凝土板两端等同简支方式置于钢墩上，为了便于观测裂缝和挠度，钢墩高500mm、厚400mm，试验用液压手动千斤顶施加力，用传感器测定力的大小，并在正式试验前在实验室液压实验机上标定力传感器和力显示器。

图4 试件试验加载装置图

2.2 加载程序

试验第一阶段作为预加载试验程序，第二阶段作为主要加载试验程序。预加载阶段所用的荷载一般是分级荷载的1～2级。在试验中，必须准确控制施加的预加载值，主要是因为得到的混凝土试件的试验数据离散型偏大。预载值的荷载为开裂荷载计算值的60%。

依据前面实际测得C30钢筋混凝土强度，将现浇板和加载设备的自身重量考虑进去，可以计算得到现浇混凝土板达到开裂时的荷载为8kN，试件达到极限状态时的荷载为45.2kN；加强拼接叠合板的开裂荷载为8kN，极限荷载50kN；单拼接板的开裂荷载为8kN，极限荷载为46kN。由此可以确定试验的加载值，当时间还没有裂缝时，每级的增量采用2kN；当构件开裂后采用每级增量为4kN的加载值，直至出现破坏标志。在试验中，我们应该严格按照统一的要求选择每级需要加载或卸载需要作用的时间大小。因为在加载这段作用时间内，构件的裂缝和变形会随着作用时间长短而发生变化。因此，在实验中应注意等应测数据稳定后才能进行下一级的荷载加载。本试验根据实际操作以及以往经验确定加载以及卸载的持续作用时间为十分钟。结构或者构件的受力性能好坏的一个重要指标是在荷载作用消失后所产生的残余变形。因为，在试验中，我们就需要得到卸载以后试件产生残余变形的相关数据。全部荷载卸除后，应经历一段空载时间，在这段时间内，测量结构变形恢复的数据。

当混凝土开始产生裂缝后，每级加载的荷载值要相应减少为构件极限荷载值的10%，当达到极限荷载值的90%时，此时每级加载的荷载值降为该值的5%直至到构件破坏为止。

3 试验结果分析

3.1 试验现象描述

现浇板：当荷载持续加载到8kN时，板件开始并未出现裂缝，荷载增加至10kN时跨中板底出现第一条裂缝，随着荷载稳步增加，裂缝增多，但最大裂缝依然出现在跨中处，当荷载由42kN增加至44.1kN时最大裂缝突然增大，荷载增大到45.2kN时跨中最大裂缝宽度增大到1.8mm，超出规范［8］要求1.5mm，板件达到极限承载力，宣布板件破坏（图5a）。

单拼接叠合板：当荷载由0kN增加到8kN时，板件未出现裂缝，此时荷载增加至10kN时拼接处左侧板底出现第一条裂缝，随着荷载稳步增加，裂缝增多，拼缝处也出现微小裂缝，但最大裂缝依然出现在拼缝左侧板底，当荷载由46kN增加至48.8kN时最大裂缝突然增大，拼缝左侧最大裂缝宽度达到1.67mm。超过规范［8］要求1.5mm，板件达到极限承载力，此时拼缝处依然未出现较大裂缝，说明拼缝构造措施合理有效，薄弱处变成较强处（图5b）。

双向拼接叠合板：当荷载由0kN增加到8kN时，板件未出现裂缝，荷载增加至10kN时拼缝右侧板底出现第一条裂缝，随着荷载稳步增加，裂缝出现仍然较小，此时拼缝处也出现微小裂缝，但最大裂缝依然出现在拼缝右侧板底，当荷载由50kN增加至52.6kN时最大裂缝突然增大，拼缝右侧最大裂缝宽度达到1.61mm。超过规范［8］要求1.5mm，板件达到极限承载力，由于拼缝处有多功能限位器，极限承载力有较大提高，此时拼缝处依然未出现较大裂缝，说明拼缝构造措施合理有效，薄弱处变成较强处（图5c）。

3.2 承载力比较

通过试验分析说明，板的抗弯承载力出现不同程度的下降，主要是因为板拼缝处截面的有效高度减小及受力钢筋连接传力导致的。表1为以现浇板为参考对象，得出各板的承载力比较。

表1 各试验板承载力比较

由试验分析可得以下结论：

1）拼接叠合板拼缝处裂缝出现较晚，且大部分出现在拼缝的两侧，裂缝宽度较小，承载能力都有所提高，整体性较好。

2）加强拼接板内在跨中拼缝处配置了限位器，比单拼接叠合板和现浇板多设置了一组限位器，相当于增加了约束，所以双向拼接叠合板受力性能显著提高。

3）单拼接叠合板和双向拼接叠合板在拼缝的两侧设置了限位器，叠合板破坏原因为拼接处两侧的裂缝宽度超过1.5mm，从而丧失承载力。

4）通过上述试验分析，可以得出拼缝处连接钢筋的配筋量及锚固长度，能够弥补构件在该处的局部承载能力，同时限位器在板内可以提高刚度。

图5 试件破坏形态a.现浇板b.单拼接叠合板c.双向拼接叠合板

3.3 挠度分析

各试件的跨中荷载—挠度（F－Δ）曲线在试件开裂前变形均呈线性，挠度很小且差别不大，开裂后挠度增长趋势则有明显增大（图6）。表2列出加载到42kN时，单拼接板、加强拼接板与作为基准的现浇板跨中挠度的比较。

表2 42kN时板跨中挠度比较

表3为42kN及接近破坏时，1/4跨度处挠度与跨中挠度的比值（Δ’/Δ），其表达了试件挠曲的形状。数值较大时挠度曲线丰满；数值为0.5时，己退化为二折线状态。由表可见，拼接板的比值远远大于0.5，即弯曲变形的曲率集中在跨中拼缝的两侧处，已接近塑性铰状态；由于拼缝处钢筋连接形成的桁架，其强度远超过现浇板。

图6 荷载-位移曲线

表3 42kN时与接近破坏时挠度对比值

4 结论

试验结果表明：

1）通过在板内配置限位器和桁架钢筋，可以较好地保证了板拼缝处内力的有效传递，同时拼接叠合板的承载性能明显提高。

2）叠合板通过加载到破坏时均未出现沿叠合面层之间的滑移，通过在叠合面进行人工刮毛和桁架腹筋的作用使叠合面的抗剪能力大大提高并能得到保证。

3）叠合板在制作工艺方面可采用集中生产方式，通过在工厂预制到施工现场安装，可减少环境的污染。

4）通过试验得出影响拼接叠合板受弯承载力的一个突出问题是拼缝处钢筋的有效高度和位置，因此可以进一步研究。

参考文献：

［1］徐有邻，李晓明.关于我国住宅楼盖结构形式的讨论［J］，建筑结构，2001，31（4）:48-50.

［2］赵建国，侯兆欣.住宅楼板体系方案总述［J］，施工技术，2003（10）:10-12.

［3］曹万林，董宏英，胡国振，等.不同暗支撑型式的带暗支撑双肢剪力墙抗震性能试验研究［J］.土木工程学报，2005，38（8）：18-25.

［4］黄选明，曹万林，吕西林.不同型式暗支撑短肢剪力墙抗震性能试验研究［J］.地震工程与工程震动，2005，25（3）：60-66.

［5］徐学洪，刘纪先.双向叠合楼盖拼缝连接试验与分析［J］，广西土木建筑，2002（3）:194-196.

［6］黄璐.PK混凝土拼接叠合板受力性能试验研究与分析［D］.湖南大学.

［7］中华人民共和国建设部，国家质量监督检验检疫总局.混凝土结构设计规范:GB 50010-2002［S］.北京：中国建筑工业出版社，2002.

［8］国家技术监督局，中华人民共和国建设部.混凝土结构试验方法标准：GB 50152-92［S］.北京：中国建筑工业出版社，1992.

（责任编辑：郝安林）

Experiment Study on Bearing Performance of Different Types of Stitching Laminated Slabs

LING Ru1，ZHOU Haichao2
（1.Department of Architectural Engineering，Anhui Hydropowemonal Technical College，
2.Anhui Central Asia Steel Structure Engineering Co.，Ltd.Hefei 231603，China）

Abstract:This article for static load-destructive testing by which 1 ordinary concrete slab，1 splice laminated slab and 1 strengthening of laminated slab，and depth study of each specimen that is the characteristics of de⁃struction，bearing capacity，deformation capacity and stiffness and so on.At the same time the three slabs were analyzed.The test results show that，under the patchwork with reliable connections construction，the bearing ca⁃pacity of splice the laminate to be more significantly than ordinary concrete slab，indicating that the structural de⁃sign is reasonable.

Key words:splicing laminated slabs；patchwork；bearing capacity；deformation

中图分类号：TU375

文献标志码：A

文章编号：1673-2928（2016）02-0037-04

收稿日期：2015-09-19

作者简介：凌茹（1987-）女，安徽合肥人，安徽水利水电职业技术学院教师，硕士，研究方向：混凝土结构。