SP预应力混凝土空心板是采用先张法张拉预应力钢绞线,用机械对混凝土进行挤压、搓动、捣固成形,经自然养护后,再进行放张切割的结构板材。
SP预应力空心板因其具有表面平整光滑、尺寸灵活、跨度大、高荷载等优点及生产效率高、节省模板、无需蒸汽养护、节省钢材、可叠合生产等特点,被广泛用作住宅楼板、屋面板等,尤其用于高层建筑时,能节约建筑空间、减轻结构自重并能产生明显的经济效益。但其在与混凝土剪力墙可靠连接上受到了技术限制,因此,研究其连接构造具有重要的实际意义。1SP板与混凝土剪力墙的连接方式SP板与墙体连接后承担各种荷载,与支承结构的连接是影响结构平安的关键。
SP预应力空心板用于多层砌体结构,板墙连接节点比较简单;用于框架结构的板梁连接,支座搭接长度的要求也容易满足。在高层建筑中,由于大量使用现浇混凝土剪力墙结构,连接时SP板需要伸入长度约3050mm才能满足锚固要求,对于双面配筋的剪力墙,SP板很多能伸到剪力墙的纵筋表面,当水平筋保护层为25mm时,不能满足锚固要求;如果有施工误差,锚固支撑长度可能更短。在这种支撑长度不足的情况下,采用什么样的连接方法传递竖向反力即板端剪力;在地震作用下,板端有可能完全与混凝土墙脱开,如何避免SP板塌落;作为水平隔板,怎样保证其整体性并传递水平剪力;这都是SP板与混凝土剪力墙连接中需要解决的问题。
SP板与混凝土剪力墙连接方法借鉴了新西兰的板-梁键槽连接法,即在板端的孔洞位置开槽,槽长750mm,槽内配置钢筋,钢筋深入墙内,保证足够的锚固长度,槽内混凝土与剪力墙的混凝土一起浇筑,使板墙节点形成整体。2SP板与混凝土剪力墙连接的破坏形态
(1)SP预应力空心板与混凝土墙脱开、完全靠键槽与混凝土剪力墙连接时的破坏形态。SP板与混凝土墙脱开,只用键槽连接,当荷载较小时,键槽的上表面出现顺墙的横向裂缝;随着荷载较大,裂缝加宽,并向下发展、裂通整个键槽高度;然后,键槽混凝土完全断裂,连接节点破坏,但键槽内的钢筋将SP板拉住,使板不塌落。
(2)SP预应力空心板嵌入山东预制剪力墙板内,同时用键槽连接时的破坏形态。SP板嵌入墙内并用键槽连接的单跨试件,首先在板墙连接处的上表面开裂、出现顺墙的横向裂缝;随着荷载较大,裂缝加宽并顺着板端向下发展、裂通整个板厚;然后都是板破坏而不是连接部位破坏。
(3)SP预应力空心板嵌入混凝土剪力墙内,同时用键槽连接时的破坏形态。连续2跨SP板嵌入墙内用键槽连接,加载至40kN左右时,中支座处面层顺墙开裂;加载至60kN左右时,一跨板的加载位置出现竖向裂缝;加载至80kN左右时,此跨板在支座附近撕坏,预应力筋黏结破坏,面层与板面脱开。SP板发生了斜拉破坏的现象,原因是斜裂缝开展至预应力筋后,预应力筋不能抵抗全部剪力,SP板突然撕开,预应力筋黏结破坏。3SP板与混凝土剪力墙键槽连接的设计用键槽连接SP板与混凝土剪力墙,在重力荷载作用下,键槽能传递板端反力,其受剪承载力超过板的设计剪力;键槽破坏时,键槽内钢筋能拉住SP板,SP板不塌落。键槽的受剪承载力由钢筋和混凝土共同提供,键槽内钢筋开始屈服时,混凝土的受剪承载力与键槽的截面面积Ac及混凝土的抗拉强度ft有关。混凝土的抗拉强度与轴心抗压强度的关系为ft=(0.1~0.2)fc。当板端竖向位移小于或略小于0.2mm,一个键槽内配1根钢筋,钢筋屈服时板端n个键槽的受剪承载力为:VRy=n(fyAs+0.07fcAc)。式中fy是钢筋屈服强度,As是一个键槽内钢筋截面面积,Ac是一个键槽截面面积。一个键槽内配置上。