预制混凝土叠合板的无筋叠合面抗剪性能试验研究.pdf
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1、预制混凝土叠合板的无筋叠合面 抗剪性能试验研究 T e s t S t u d y on S h e a r - R e s i s t i n g P e r f or ma n c e o f P r e c a s t C on c r e t e C o mp o s i t e S l a b wi t h Un r e i n f o r c e d C o mp o s i t e S u r f a c e 刘立新 于春 栾文彬 汤 I 南京大地建设集团有限责任公司 3 中国中材国际工程股份有限公司 摘要 :通过实物试验 ,检测了由不同工艺处理方法、不同强度后浇层、不同划痕深度
2、组成的预制混凝土叠合板无筋叠 合面的抗剪强度,以验证无筋叠合面的粘结性能。试验结果可为其设计与施工提供依据。 关键词:预制混凝土叠合板 无筋叠合面 抗剪强度 试验 中图分类号 :T U 3 1 1 文献标识码 :B 文章编号:1 0 0 4 1 0 0 1 ( 2 0 1 3 ) 0 1 0 0 8 0 0 3 0 刖 舌 在 预制预 应力混凝土装配整体式框架结构体 系中, 预制预应力混凝土叠合板的叠合面为无筋叠合面 ,叠浇层 新、老混凝土的粘结强度 ,主要由化学粘结力、机械啮合 力产生。其能否满足设计要求 ,施工中采取的施工工艺和 控制措施能否较好地保证新老混凝土的粘结强度 ,是需要 验证和
3、解决的一个重要问题” 。 在工程实践中 ,叠合面的作法一般有三种形式 :人工 叠合面 ,即用人工方法加工成有规则的凹凸形叠合面或锯 齿形叠合面 ,这种叠合面粘结性能好 ,但加工十分困难 : 自然粗糙面 ,即施工中采用混凝土振捣后不加抹平而形成 的有一定凹凸起伏不平 的叠合面 ,其粘结性能虽不及人工 叠合面 ,但施工简便 ;光滑叠合面 ,即预制构件的叠合面 是光滑的,其粘结性能差 。 本试验结合工程 实际 ,采用人工 划痕叠合面及 自然 粗糙面的方法来检测无筋叠合面 的抗剪性能 。希望通过检 测 ,由不同工艺处理方法、不 同强度后浇层、不同划痕深 度组成 的预制混凝土叠合板无筋叠合面的抗剪强度
4、,来验 证新、老混凝土的粘结性能 ,为设计、施工和推广应用提 供依据。 1 试验概况 1 1 试件设计 与制作 试件由预制层、后浇层组成,尺寸均为2 0 0 mm x _ O mm 作者简介:刘立新 ( 1 9 6 7 ),女,本科,高级工程师。 。 通讯地址 ;江苏南京市江宁壁东山街道, 麒路l l 8 号 ( 2 l l l o o)。 收稿 日 期:2 0 i 2 - l l 一 2 9 i 8 o l 建 筑 施 工第 3 5 卷第 1 期 6 O mm,实际叠合面尺寸为2 0 0 mm2 7 0 mm。叠合试件 如 图1 所示 。 图1 试件尺寸 叠合面处理方式有人工划痕及 自然粗糙
5、面两种。叠合 面人工划痕,深度为41 0 mm,划痕方向为纵纹 ( 平行于 荷载施加方向 )及横纹 ( 垂直于荷载施加方向 )。所有试 件均 为素混凝土 ,未配钢筋。预制层混凝土强度为C 4 0 , 后浇层强度分别为C 3 0 、C 3 5 、c 4 0 三种。具体种类、数量 为:后浇层C 3 0 ,6 组 ( 纵向划痕深度4mm、7mm、1 0mm 各2 组 ):后浇层C 3 5,6 组 ( 纵向划痕深度4 mm、7 mm、 1 0 mm各2 组 );后浇层C 4 0,6 组 ( 纵向划痕深度4 mm、 7 mm、1 0 mm各2 组 ):横纹和自然粗糙面各3 组 ;共计2 4 组 ,7 2
6、 个试件 ( 每组3 个试件 )。 1 2 试验 方法 试件上下受力面均铺满细砂找平。为防止试件倾倒 , 先用钢架支撑临时固定。加载前,在试件表面中心位置涂 抹5 0 2 胶 ,并与4 O mm4 0 mm玻璃片相粘 ,钢架两侧带有 螺栓,通过另一玻璃片处手动拧紧螺栓将试件固定 ,两玻 璃片接触面均涂有润滑油以减轻摩擦。 加载过程中,当荷载加到极 限荷载的3 0 B ,拧松螺 O 0 京 南 司 公 限 有 程 工 力 应 预 筑 新 苏 江 0 ;0 0 O l 2 院 钟掠 掠 一 一 眦 一 禺 黑 刘立新于春栾文彬汤筠:预制混凝土叠合板的无筋叠合面抗剪性能试验研究 栓 ,使试件与支撑螺
7、栓完全脱离并 留有空 隙,继续加载直 至试件破坏 。采用数据 自动采集系统对试验荷载及其位移 等数据进行实时采集。试验设备为1 0 0 0 k N电液伺服万能试 验机。试验装置如图2 所示。 2试验结果分析 2 1 试验现 象 加载过程中 ,随着荷载不断增加,位移逐渐增加 ,在 达到极 限荷载后大部分试件沿叠合面突然破坏 ,属于脆性 破坏 ,也有少部分试件破坏面局部延伸入后浇层混凝土 , 破坏形态如图3 所示。试验数据见表1 、表2 。 图2 试 验装置 图3 破坏形态 表 1 实测混凝土标准立方体抗压强度 ( N ram ) 混凝土标号 C 3 O C 3 5 C 4 0 f o 3 7 O
8、 41 6 4 6 8 2 2 试验分析 根据 建筑结构可靠度设计统一标; 隹有关规定 ,将 表 2 中 实测 叠合面 剪应 力平 均值换 算 成设计 值 ,如 表3 所 示。 2 2 1 抗剪强度 试验 结果表明 ,所有试件 叠合 面抗剪强度值均达 到 混凝土结构设计规范 ( G B 5 0 0 1 0 2 0 1 0) 第H 0 4 条 中,对不配结合筋的叠合板 ,在满足规范构造要求的基础 上 ,其叠合面允许剪应力值0 4 N mm 的要求,且有较大富 余度。 2 2 2划痕深度及后浇层 强度 如 图4 所示 ,划痕深度 ( 粗糙度 )对叠合面抗剪强度 影 响较 大 。不 同标 号混凝 土
9、 后 浇层在 划 痕深度 分别 为 4 mm、7 mm、1 0 mm时 ,抗剪强度均逐步增大。 自然粗 糙面也能达到规范的要求。另外 ,后浇混凝土强度对叠合 面的抗剪性能也有一定影响,如预制和后浇层混凝土强度 相差较大,更有利于叠合面的抗剪性能 ,这可能是 由于不 同标号 混凝 土的收缩不 同,因此两 者问存在收缩微差应 力 ,从而增大了抗剪性能。纵纹抗剪强度好于横纹 ,这有 利于人工划痕工艺的流水作业。 表2 叠合面剪应力实测值 试件组别 编号 荷载 k N 剪应力( N ram ) 平均值 ( N ram ) a l 0 9 0 9 2 0 2 b 1 2 5 9 5 8 2 _ 3 3
10、3 0 0 4 1 5 2 1 6 9 2 8 2 2 4 4 纵纹 d 1 4 7 7 0 l 2 7 4 1 2 9 5 8 8 2 4 0 f 1 2 6 4 6 9 2 3 4 1 7 1 1 6 6 3 1 7 b l 9 0 6 2 3 3 5 3 3 0 0 7 1 4 6 71 4 2 7 2 2 8 4 纵纹 d l 1 8 39 2 1 9 e l 6 3 6 6 3 0 3 f 1 2 8 5 6 5 2 3 8 a 2 3 5 9 6 4 3 7 b 1 7 2 6 1 3 - 2 0 3 0 1 0 1 4 8 O 5 1 2 7 4 3 O 6 纵纹 d l 2 5
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