波形钢板–特细铁尾矿砂混凝土叠合板变形分析

摘要

以特细铁尾矿砂混凝土替代普通混凝土，设计制作波形钢板–特细铁尾矿砂混凝土叠合楼板试件，并开展抗弯性能试验，研究抗剪键类型、叠合层厚度、波形钢板含钢率、铁尾矿砂掺量和混凝土类型等关键参数对试件破坏形态与应变行为的影响。结果表明：抗剪键类型及其布置列数的差异导致波形叠合板主要呈现滑移破坏和受弯破坏2种典型破坏模式，所有试件在受力过程中均依次经历了弹性、裂缝发展、屈服与破坏4个特征阶段；跨中截面混凝土应变沿板高方向分布基本符合平截面假定。在弹性阶段，各参数变化对受拉钢筋纵向应变、波形钢板剪切应变及受压区混凝土应变的影响均较为有限；进入裂缝发展、屈服及破坏阶段后，随着叠合层厚度、波形钢板含钢率和铁尾矿砂掺量的增加，荷载–应变曲线斜率增大，应变发展速度相应减缓，其中铁尾矿砂掺量为50%时试件的应变发展最慢，而抗剪键类型对应变发展的影响相对不显著。与普通混凝土相比，采用特细铁尾矿砂混凝土的叠合板表现出更慢的应变发展速度。本研究为特细铁尾矿砂在叠合楼板中的实际应用提供了可行方法，同时也为缓解我国砂石资源短缺问题、推动铁尾矿砂的大规模资源化利用提供了科学依据。

关键词

装配式结构 / 叠合板 / 波形钢板 / 铁尾矿砂 / 混凝土板 / 抗弯性能 / 应变分析 / 资源化利用

基金资助

国家自然科学基金项目(52078001); 安徽省优秀科研创新团队(RZ2300002950); 安徽省协同创新项目(GXXT-2022-074); 马鞍山市科学技术计划项目(2022KN-18); 安徽省住建厅科学技术项目(2022-YF114); 马鞍山市科技创新攻坚计划项目(2024RGZN002)