【摘要】：為了研究預(yù)制帶肋底板疊合板的抗震性能,本文設(shè)計(jì)制作了14個(gè)正方形足尺疊合板和對(duì)比現(xiàn)澆板試件,進(jìn)行了面內(nèi)低周反復(fù)水平加載試驗(yàn)。試件頂部沒(méi)有施加豎向荷載,疊合板的疊合面為自然粗糙面。14個(gè)試件中,無(wú)左右邊梁試件2個(gè),包括疊合板和對(duì)比現(xiàn)澆板試件各1個(gè)。有左右邊梁試件共12個(gè),包括對(duì)比現(xiàn)澆板試件2個(gè)；標(biāo)準(zhǔn)疊合板試件2個(gè)；無(wú)支座負(fù)筋和支座負(fù)筋根數(shù)加倍疊合板試件各1個(gè)；預(yù)制底板板縫與加載方向平行的試件2個(gè),其中1個(gè)試件的配筋與標(biāo)準(zhǔn)疊合板相同,另1個(gè)試件的支座負(fù)筋根數(shù)加倍；無(wú)穿孔鋼筋和穿孔鋼筋根數(shù)加倍疊合板試件各1個(gè)；此外,還有1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)疊合板試件用于單向重復(fù)加載,1個(gè)疊合板試件增配了防裂鋼筋。 試驗(yàn)表明,預(yù)制帶肋底板疊合板破壞時(shí)裂縫少、多分布在板下半部分的1/3左右。加載方向與底板板縫垂直時(shí),試件裂縫呈倒“八”字形；加載方向與底板板縫平行時(shí),裂縫主要呈水平狀。增設(shè)左右邊梁或增加負(fù)筋、橫向穿孔鋼筋的配置后,裂縫分布的范圍更廣、發(fā)展的更加充分。 試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),預(yù)制帶肋底板疊合板有3種特有的裂縫形式。第1種是多數(shù)疊合板出現(xiàn)的板與下邊梁連接處板的水平通縫；第2種是加載方向與預(yù)制底板板縫平行時(shí)可能出現(xiàn)的預(yù)制底板板縫的裂縫,第3種是在后澆面可能產(chǎn)生的預(yù)制底板板肋對(duì)應(yīng)位置處的裂縫。 分析試件破壞特征發(fā)現(xiàn),板底左右邊梁縱筋拉斷、混凝土壓碎是試件破壞的最主要原因。板的破壞模式均以彎曲破壞為主、剪切破壞為輔。 根據(jù)試驗(yàn)繪制了滯回曲線和骨架曲線。疊合板和現(xiàn)澆板試件破壞時(shí),滯回曲線均呈“Z”形,有一定的捏縮現(xiàn)象。進(jìn)行滯回分析發(fā)現(xiàn),疊合板試件開(kāi)裂后還有較大的變形能力,開(kāi)裂荷載為峰值荷載的一半左右,耗能能力與現(xiàn)澆板相當(dāng)。設(shè)置左右邊梁、增加負(fù)筋配置均能提高疊合板的變形能力、承載力和耗能能力。 基于軟化撐桿-系桿的理論,提出了疊合板的承載力計(jì)算模型,并建立了有限元模型。在試驗(yàn)結(jié)果和有限元模擬的基礎(chǔ)上,給出了適合于預(yù)制帶肋底板疊合板的撐桿橫截面深度的計(jì)算公式。采用本文提出的模型對(duì)疊合板的峰值承載力進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算值和試驗(yàn)值吻合良好。 本文提出了疊合板初始剛度的計(jì)算公式,然后采用退化四線型骨架曲線確定了各特征點(diǎn)之間連線剛度與初始剛度的關(guān)系,按照試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果給出了試件開(kāi)裂承載力、屈服承載力和極限承載力與峰值承載力的關(guān)系,提出了計(jì)算疊合板在水平集中力作用下頂點(diǎn)位移的方法。最后模擬了疊合板的骨架曲線和滯回曲線,模擬的曲線和試驗(yàn)曲線吻合良好。 分析發(fā)現(xiàn),各種損傷指標(biāo)中,基于位移和能量耗散的混合損傷指標(biāo)能夠較好反映預(yù)制帶肋底板疊合板的損傷。對(duì)疊合板進(jìn)行的損傷分析表明,增加左右邊梁、支座鋼筋、穿孔鋼筋均可以減小了疊合板的損傷。 最后,本文提出了預(yù)制帶肋底板疊合板的抗震承載力、變形的設(shè)計(jì)計(jì)算方法,并給出了抗震構(gòu)造措施。 根據(jù)試驗(yàn)、數(shù)值分析和理論研究,本文認(rèn)為,預(yù)制帶肋底板疊合板具有良好的整體性,其適用范圍與現(xiàn)澆板基本相同,不應(yīng)限制疊合板僅用于50m以下的建筑。
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TU352.11

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本文編號(hào)：2571740