螺栓钢板连接预制混凝土轴压性能及承载力计算公式

摘要

预制混凝土墙板结合夹心保温技术可大幅提升墙体的保温隔热性，提高建造速度和节能效率。本文设计了螺栓钢板拼接预制混凝土夹心墙板试件，开展试件的轴向压力荷载试验，研究其轴压性能，提出了考虑螺栓钢板拼接影响下的墙板轴心受压极限承载力计算公式。试验结果表明：夹心墙板破坏模式主要为螺栓钢板节点上方以及墙趾两端混凝土的压溃，混凝土面板与夹心保温层在墙体底部轻微分层，墙体侧面出现较大竖向裂缝。将试件的试验轴向荷载承载力与本文提出的公式及现有的公式进行了对比，结果表明：国内现有公式计算值与试验值的差值百分比为5%，国外现有计算公式与试验值的差值百分比为45.7%～77.2%，然而本文提出的公式与试验值差值百分比仅为0.4%。国外现有的公式非常保守，本文提出的公式能够准确预测此种螺栓连接墙板的轴向承载力。在试验研究基础上，考虑了长细比、墙体厚度、连接件布置、混凝土边肋等参数，进一步建立有限元模型验证本文提出的公式。分析结果表明：数值模型的计算结果与本文提出的计算公式误差在–8.05%～2.65%之内，国内现有公式和国外现有公式与计算值误差分别在–2.25%～8.58%和41.61%～78.41%范围内，本文公式预测结果较为准确。最后，分析了各个参数对螺栓钢板拼接预制混凝土夹心墙板轴向承载能力的影响，发现墙板的配筋率对极限承载力无明显影响；合理布置GFRP连接件、设置竖向混凝土肋、减小墙板长细比和增加混凝土板厚度可以提高墙体承载性能。

关键词

预制混凝土夹心墙体 / 螺栓钢板连接 / 轴压性能 / 有限元分析 / 承载力计算公式