钢筋套筒挤压搭接连接预制空心楼板_叠合梁节点试验_韩文龙.docx
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1、 第 46 卷 第 10 期 2016 年 5 月下 建 筑 结 构 Building Structure Vol 46 No 10 May 2016 钢筋套筒挤压搭接连接预制空心楼板 -叠合 梁 节点试验 韩文龙 1 , 赵作周 1 , 钱稼茹 1 , 尹鸿飞 1 , 刘时伟 2 ( 1 清华大学土木工程安全与耐久教育部重点实验 室 , 北 京 100084; 2 内蒙古蒙西工程设计有限公 司 , 呼和浩 特 010000) 摘 要 为研究受拉钢筋套筒挤压搭接连接的预制 空心楼 板 -叠合梁连接节点在竖向荷载作用下的受力性 能 , 进 行了 2 个筒芯内模布设方向不同的预制空心楼 板 -叠合
2、梁连接节点 和 1 个现浇空心楼 板 -叠合梁连 接节点的静力试 验 。 结果表 明 : 3 个试件的裂缝分布相 同 、 破坏形态相 同 , 均为空心楼板受弯破 坏 ; 试件的试验承载力与规 范计算 承 载力的比值均大于 1. 05, 可采用规范正截面受弯承载力 公 式计算预制空心楼板的受弯承 载 力 ; 试件的名义屈服荷 载 、峰值荷 载 、 峰值点割线刚度基本相 同 ; 预制空心楼板受拉钢筋套筒挤压搭接接头可有效传递钢筋拉 力 。 关键 词 预制空心楼 板 ; 叠合 梁 ; 板 -梁节 点 ; 钢筋套筒挤压搭接连 接 ; 静力试 验 中图分类 号 : TU375, TU317 文献标识 码
3、 : A 文章编 号 : 1002-848X( 2016) 10-0068-06 Experimental study on composite C beam-slab joints of precast concrete hollow floor with rebars lapping in pressed sleeve Han Wenlong1 , Zhao Zuozhou1 , Qian Jiaru1 , Yin Hongfei1 , Liu Shiwei2 ( 1 Key Laboratory of Civil Engineering Safety and Durability of
4、China Education Ministry, Tsinghua University, Beijing 100084, China; 2 Inner Mongolia Mengxi Engineering Design Co , Ltd , Hohhot 010000, China) Abstract: To study the mechanical performance of composite C beam-slab joints of precast concrete hollow floor with rebars lapping in pressed sleeve, stat
5、ic tests of two precast assembly composite C beam-slab joints with tube fillers layed in different directions and one cast-in-place composite C beam-slab joint were carried out The test results indicate that all specimens fail in a flexural failure mode of the hollow slabs with similar crack distrib
6、utions and failure patterns The ratio of the measured bearing capacity to the calculated capacity following the formula in the current design code is greater than 1. 05, so the code formula can be used to calculate the flexural capacity of the precast concrete hollow slab The nominal yield load, the
7、 peak load and the secant stiffness at the peak load of all specimens match well The lapping pressed sleeve splice can transfer the tensile force of the rebars in a precast concrete hollow slab effectively Keywords: precast concrete hollow slab; composite C beam; beam-slab joint; rebars lapping in p
8、ressed sleeve; static test 0 引言 装配式楼盖在装配式混凝土结构及现浇混凝土 结构中均有较多应用 。 装配式楼盖可分为叠合楼盖 和全装配式楼盖 。 工程中采用的叠合楼盖预制楼板 可分为平薄板和带肋薄板两 种 , 平薄板刚度较 小 , 施 工时需设置较多的竖向支 撑 , 且运 输 、 吊装过程中 容 易 开裂 , 导致单 块预制板尺寸较 小 、 拼缝较 多 ; 带 肋 薄 板 1-2 解 决 了平薄板刚度不足的问 题 , 但由于 预 制平板上凸起肋 条 , 板肋预留大量孔洞以布设横向 穿孔钢筋 , 工 厂 预制较为复 杂 。 传统的预制圆孔板 装配式楼盖的预制圆孔板与
9、竖向承重构件间若缺乏 可靠连 接 ,有 可 能发 生严重震 害 3 。 布设永久性 轻 质筒芯 内 模的空 心楼盖刚度 大 , 自重 轻 , 适用跨 度 大 , 综合经济效 益 好 , 目前在现浇结构中应用较 多 , 配式结 构 , 就需要解决其连接问 题 , 保证装配式空心 楼盖的整体性 。 装 配整体式钢筋混凝土框架结 构 、 框 架 -剪力 墙 结构的框架梁及 次梁多采用叠合 梁 , 叠合梁的后 浇 段即可作为预制 空心楼板的拼接接 缝 , 预制空心 楼 板的受拉钢筋在叠合梁后浇段内可采用机械连接 、 焊接连接等连接 方 式 , 受压钢筋按现浇构件要求伸 入后浇段锚固即可 。 钢筋套筒挤
10、压连接是钢筋机械 连接方 法 之 一 9 , 具有 成本 低 、 接头质量便于检查 等优势 。 为将其应用于预制混凝土结构构件小直径 钢筋的连 接 , 在 已 有的钢筋套筒挤压对接连接技术 的 基础 上 , 研发了适用于直 径 8 16mm 的钢筋套 筒 挤 压搭接连接技 术 , 即被连接 的 2 根钢筋分别从套 筒两端插入并在 套筒内搭接后伸出套 筒 , 通过挤 压 国内外对现浇空 心楼盖也进行了较多的研 究 , 已 有 相 对成熟的 设计计算方 法 4-8 。 空心楼盖应用于装 作者简介 : 韩文龙 , 博士研究生 , Email: hanwenlong9122 163 com。 第 46
11、 卷 第 10 期 韩文 龙 , 等 钢筋套筒挤压搭接连接预制空心楼 板 -叠合梁节点试验 69 套筒使套筒产生 变形与钢筋肋啮 合 , 从而实现钢 筋 搭接连接 。 为研究受拉钢筋套筒挤压搭接连接的预制空心 楼 板 -叠合梁连接 节 点在 竖向荷 载 ( 即重力荷载 ) 作 用下的受力性 能 , 笔者完成 了 2 个预制空心楼 板 -叠 合梁连接节点 试 件 、 1 个现浇 空心楼 板 -叠合梁连 接 节点静力试 验 , 为工程应用提供依 据 。 1 试验概况 1. 1 试件设计及制作 图 1 所示为柱网尺寸 6m 6m 的空心楼板平面 图 , 楼板 可 以为整 块预制空心楼 板 , 也可以
12、设置 次 梁 、 由若干块 预 制空心楼板拼装而 成 。 筒芯内模 有 两种布设方 式 : 筒芯内模顺筒向与梁垂直布 设 , 如 图 1 中的节点 A; 筒芯 内 模顺筒向与梁平行布 设 , 如 图 1 中的节 点 B。 据此设计 了 3 个试 件 , 编号 为 BSJ1, BSJ2, BSJ3; 试件几何尺 寸及构造如 图 2 所 示 。 3 个 试件的 几 何尺寸相 同 , 叠合梁 预制部分 高 220mm, 后浇部分高 180mm, 与空心楼板的 厚度相 同 , 空 心 楼板 配筋均为双层双 向 10 200。 试 件 BSJ1, BSJ3 由两块预制空心楼 板 及一根叠合梁组 成 ,
13、试 件 BSJ1 筒芯 内 模顺筒向与梁垂直布 设 , 试 件 BSJ3 筒 芯内模顺筒向与 梁平行布 设 , 预制空心楼板分别位 于梁的两 侧 , 楼板上铁受拉钢筋伸入叠合梁后浇 段 , 逐根采用套筒挤压搭接连接 ; 下铁受压钢筋伸入叠 合 梁 200mm, 满 足 混 凝 土 结 构 设 计 规 范 ( GB 50010 2010) 10 ( 简称混规 ) 的规定 。 试件 BSJ2 为 与试件 BSJ1 对比的现浇 空心楼 板 -叠合梁连接 节 点 试 件 , 其筒芯内模布设与试 件 BSJ1 相 同 , 空心 楼 板 上 、 下 铁 均 全 长 贯 通 。 筒 芯 内 模 的 长 宽
14、高 为 1 000mm 210mm 80mm, 采用聚苯乙烯泡 沫板 制 作 , 筒芯布 设 、 肋 宽 等满 足 现浇混凝土空 心楼盖 技 术 规程 ( JGJ / T 268 2012) 11 及 现浇混凝 土空 心 楼盖结构技术规 程 ( CECS 175 2004) 12 的规 定 。 试 件 BSJ1, BSJ3 的制作过程 为 : 首先制作叠 合 图 1 钢筋混凝土空心楼板平面及筒芯内模布设示意 图 2 试件几何尺寸及构造 s s 70 建 筑 结 构 2016 年 梁的预制部分及 预制空心楼 板 , 叠合梁的箍筋伸出 预制部 分 , 预制部分的上表面为自然粗糙 面 , 预制 空
15、心楼板与梁连接的板端设置键 槽 、 甩出钢 筋 ; 将预 制 梁 、 预制空心楼板拼接在一 起 , 板的钢筋与梁的箍筋 交错并保持间距均匀 ; 对预制空心楼板顶面的受拉 钢筋进行套筒挤压搭接连接 ; 浇筑预制空心 板 -叠 合 梁连接段即叠合梁后浇部分的混凝土 。 试件 BSJ2 的制作过程比较简 单 : 制作叠合梁的预制部 分 , 在 叠 合梁的两侧支 模 板 、 固定筒芯内 模 , 绑钢 筋 , 浇筑 空 心楼板及叠合梁后浇部分的混凝土 。 图 3 所示为试 件 BSJ1, BSJ3 的制作照 片 。 图 3 试 件 BSJ1, BSJ3 制作照 片 1. 2 材料强度 楼 板 中 10
16、受 力纵筋实测屈服强 度 fy = 439MPa, 极限强 度 fu = 677MPa; 屈服应 变 y = fy / Es 图 4 试验加载装置及位移测点布置 级 荷 载 递 增 5kN; 位 移 控 制 阶 段 , 每 级 位 移 递 增 3mm; 2 级荷 载 或位移之 间 , 间隔 约 1min, 变形稳 定 后施加下一级荷载或位移 。 3 个 试 件 的 加 载 制 度 相同 。 试验中量测 了施加的竖向荷 载 、 试件的竖向 位 移 ( 挠度 ) 、 空心楼板 钢筋的应 变 。 采用力传感器量 测施加的竖向荷 载 , 力传感器安装在千斤顶与叠合 梁之 间 。 采用位 移计量测试件的
17、竖向位 移 , 位移 测 点如 图 4 所 示 , 其 中 D1, D2 量测叠合梁中心线即试 件跨中的竖 向 位 移 , 分别位于梁的 两 端 ; D3 位于梁 端 ( 同 D1-端 ) 、 偏离梁的中心 线 , 用于监测 梁是否 发 生扭转 ; D4, D5 量测空心楼 板跨中的竖向位 移 , 即 试 件 1 /4 跨位置的 竖 向位 移 ; D6, D7 量测支座的 竖 = 2. 195 10 3 , E 为钢筋的弹性模 量 , E = 2. 0 向位移及楼 板 翘 起 。 量测结果表 明 , 试验过程中 支 座没有发生 竖 向位 移 , 空心楼板没有出现翘 起 。 采 105 N /
18、mm2 。 试 件 BSJ1, BSJ3 的 预制空心楼 板 、 3 个试件 叠 合 梁的预制部分的混凝土一次浇 筑 ; 试 件 BSJ1, BSJ3 的叠 合 梁后浇 段 、 试 件 BSJ2 的空心楼板及叠 合梁后浇段 的 混凝土一次浇 筑 。 浇筑混凝土 时 , 同 时浇筑 3 个 150mm 150mm 150mm 的混凝土立 方体试 块 , 在试 件 试验当天进行混凝土立方体试块 抗压 试 验 , 得到其混凝 土 立方体抗压强度平均 值 ( 即实测 值 ) fcu, m , 结果列于 表 1。 试件混凝土立方体抗压强度平均 值 fcu, m / MPa 表 1 试件编号 空心楼板 叠
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