带钢筋桁架楼承板的PRC连梁抗震性能试验研究及数值分析

摘要

为适应超高层建筑以及现代工业化住宅建筑体系迅速发展的需要，提出了一种带钢筋桁架楼承板的新型钢板-混凝土组合(plate-reinforced composite, PRC)连梁。通过拟静力试验，分析了不考虑楼板作用、带普通钢筋混凝土(reinforced concrete, RC)楼板及带钢筋桁架楼承板PRC连梁的破坏形态、承载能力、变形能力和耗能能力等。在此基础上，采用ABAQUS软件分析在不同峰值荷载作用下钢筋桁架楼承板PRC连梁的混凝土、钢板和钢筋骨架的应力发展情况。研究结果表明：钢筋桁架楼承板的设置能显著提高小跨高比PRC连梁的受剪承载力、耗能能力和延性，设置楼板能显著提高连梁的峰值荷载，且带钢筋桁架楼承板对PRC连梁承载力的提升比带普通RC楼板更强，其连梁试件PRC-S3的正向峰值荷载比不带楼板连梁PRC-NS1和带普通RC楼板连梁PRC-S2分别提升了31%和18%,但带楼板连梁在梁板交界处产生通缝之后连梁的刚度退化较为严重；带钢筋桁架楼承板的PRC连梁具有优越的耗能能力，在连梁跨度范围内均出现了显著的对角压杆，主压杆及其衍生压杆共同构成桁架作用来承受剪力；楼承板桁架上下弦钢筋以及连梁纵筋均在连梁根部位置出现应力集中，且连梁试件PRC-S3破坏点对应的累积耗能是不带楼板试件PRC-NS1的1.39倍。

关键词

钢板-混凝土组合连梁 / 钢筋桁架楼承板 / 带板连梁 / 抗震性能 / 耗能能力 / 非线性有限元分析

基金资助

国家自然科学基金项目(51608441); 陕西省自然科学基础研究计划项目(2022JM-220); 中国博士后科学基金项目(2019M653878XB); 陕西省教育厅专项科研项目(19JK0588)