活性粉末混凝土叠合板受弯性能研究

发表时间:2021/8/4   来源:《建筑实践》2021年3月9期   作者:刘超1,李月霞2
[导读] 本文将活性粉末混凝土应用于叠合板中,通过设计整浇板,RPC配筋叠合板,研究整浇板和叠合板的受弯性能,分析荷载、挠度、裂缝宽度、裂缝发展情况、应变等的影响规律,为实际工程应用提供一定的参考。

        刘超1,李月霞2
        (1、桂林理工大学 土木与建筑工程学院,广西 桂林 541004;2、桂林理工大学 博文管理学院,广西 桂林 541004)
        摘  要:活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete,简称RPC),是一种具有超高的力学性能、耐久性、整体性好及可模型好等优势的新型水泥基复合材料,RPC在实际工程中的应用越来越多,装配式建筑因具有绿色环保、施工便捷、便于工业化生产等优点,顺应了当今建筑行业施工速度快、工厂化生产的发展趋势,近年来已被广泛地应用于各种建筑结构中。但是目前在叠合构件中采用活性粉末混凝土尚比较少见,本文将活性粉末混凝土应用于叠合板中,通过设计整浇板,RPC配筋叠合板,研究整浇板和叠合板的受弯性能,分析荷载、挠度、裂缝宽度、裂缝发展情况、应变等的影响规律,为实际工程应用提供一定的参考。
关键词:RPC;叠合板;受弯性能
0 引言
        叠合构件主要运用于装配整体式结构。装配式结构可以包括多种类型,装配整体式结构是装配式结构的一种特定的类型,装配式混凝土结构建筑体系包括装配式剪力墙结构体系、装配式框架结构体系、装配式框架-剪力墙结构体系以及装配式框架-核心筒结构体系。在国外,对叠合板的研究主要生产过程中裂缝变化,以及构件抗剪截面设计。在我国,专家学者对叠合结构的抗弯、抗剪进行了大量的试验研究和理论推导。例如,陈科通过试验研究和有限元模拟,分析了叠合板预制构件和叠合构件的承载力、刚度、整体性和抗裂性能,证明了该叠合板预制构件和叠合构件具有较高承载力和刚度。
1试验设计
1.1 试件设计
表1 试验板详细配置情况

        
1.2 试验加载
        为便于试验板受拉区域的裂缝观察,本试验主要采用反向加载,其中一块叠合板采用正向加载与反向加载进行对比修正。

图1 试验梁加载示意图
2 试验现象及结果分析
        整浇板B1采用反向加载。试验加载初期,荷载与变形成正比,在加至8kN左右时,跨中板底开始出现极细小裂缝;继续加载,裂缝在发展,长度变长,新的细小裂纹出现,当加载至30KN左右时,新的裂缝不再出现,裂缝发展缓慢,裂缝处于稳定发展时期。继续加荷,荷载在50kN左右时,板跨纯弯段最大裂缝宽度达到0.30mm,达到正常使用极限限制。荷载达到60kN时,板底最大裂缝宽度达到1.92mm>1.5mm,超过承载能力极限,此时加荷过程中,听到钢纤维“吱吱吱”被拔出的声音。破坏时,最大挠度为46.5mm,为计算跨度的1/58。宣布试验板破坏,
        叠合板B2,加载初期,应力应变呈直线变化,当板的受拉应力达到极限拉应力时(8kN左右),跨中板底开始出现极细小裂缝;随着荷载增加,板底和板侧裂缝继续开展,少数裂缝沿板宽度方向延伸贯通,裂缝数量增加。当荷载达到65kN左右时,最大裂缝宽度达到0.32mm,达到正常使用极限状态。当荷载在80kN左右时,最大裂缝宽度达到1.52mm,超过限制1.5mm,达到承载能力极限状态,宣告试验板破坏,此时挠度为45.9mm,为计算跨度的1/59。
3 承载能力分析
        通过试验现象对比,发现,荷载加载初期,整浇板和活性粉末混凝土叠合板初始裂缝一致,裂缝发展情况相同。裂缝出现后,整浇板裂缝发展迅速,荷载达到50KN左右时,裂缝宽度达到正常使用极限限值;而活性粉末混凝土的荷载开展情况较为平缓,最大承载力比整浇板高出高出17%,这主要是由于叠合板叠合面钢筋抗裂作用,提高了混凝土板的承载能力。
4 结论
        (1)主要研究了活性粉末混凝土叠合梁弯曲破坏过程及裂缝发展形态,与普通混凝土梁受弯性能相似,RPC梁在配筋合适的情况下均发生适筋弯曲破坏,具有较好的延性;
        (2)荷载初期,整浇板与叠合板变化过程相似,裂缝出现后,整浇板裂缝发展快,而叠合板临近极限承载力时挠度才出现激增;
        (3)整浇板和叠合板的开裂荷载相同,达到正常使用极限荷载分时,叠合板高出9%,极限荷载提高17%。

参考文献:
[1]武立伟,陈海彬,刘亦斌.混凝土预制叠合空心楼板静力性能试验研究[J].建筑结构学报,2018,39(S2):36-42.
[2]程宁宁. 钢纤维再生混凝土叠合双向板受弯性能试验研究[D].西安建筑科技大学,2018.
[3]赵培莉. 钢筋混凝土部分叠合板受弯性能研究[D].广西大学,2018.
[4]王岩. 预应力混凝土叠合楼板受弯性能的研究[D].沈阳建筑大学,2015.
[5]王娅蓉. 钢筋混凝土侧面拼接叠合楼板受弯性能试验研究与数值模拟分析[D].合肥工业大学,2014.

基金项目资助:2021年度广西区中青年教师基础能力提升项 (2021KY1668):不同叠合形式的RPC叠合板受弯性能试验研究。
作者简介:刘超(1988-),男,工程师,研究生。
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