空腹复合楼板用抗浮连接件防脱防滑移结构及抗震性能提升技术开发
合作区域: 国内
拟投入总金额: 11.0万元
所属地域: 海曙区
技术领域: 建筑设计与理论
技术交易金额: 万元
截止日期: 2026-12-31
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信息描述
研发背景:

空腹复合楼板广泛应用于大跨度厂房、超高层写字楼、大跨度会展中心等工程,面临多重复杂工况:大跨度场景下,楼板自重与使用荷载产生的拉拔力易导致连接件脱开;超高层结构中,风荷载、地震作用引发的水平位移易造成连接件滑移;装配式施工中,预制板吊装、拼接时的偏差易导致连接件受力不均,进一步放大防脱防滑移风险。尤其在高烈度地震区,地震产生的水平向加速度可达0.15~0.4g,连接件需同时抵御拉拔、剪切、扭转等复合荷载,传统连接件已难以满足复杂结构的安全需求。

传统空腹复合楼板抗浮连接件多采用“普通锚栓 + 垫片”“简单弯钩钢筋”等形式,存在显著短板:防脱结构设计简陋,锚栓仅依赖混凝土握裹力抗浮,拉拔力超过握裹极限时易发生 “拔脱”;防滑移措施单一,连接件与预制板、后浇混凝土接触面多为光滑设计,摩擦系数低,水平荷载作用下易产生相对滑移;抗震设计缺失,连接件多为刚性连接,无耗能缓冲结构,地震时易因刚度突变导致应力集中,出现断裂失效。据工程统计,空腹复合楼板安全事故中 70% 以上与连接件防脱防滑移失效、抗震性能不足直接相关,严重制约了空腹复合楼板的推广应用。

主要内容:

(一)防脱结构设计不合理,抗拔脱可靠性不足

1. 抗浮机理单一,依赖握裹力易失效

2. 锁止结构抗冲击与疲劳性能弱

3. 多构件连接协同性差,易出现局部脱开

(二)防滑移措施不完善,水平承载稳定性差

1. 接触面摩擦系数低,滑移易发生

2. 防滑移结构适配性差,易破坏混凝土

3. 施工偏差放大滑移隐患

(三)抗震性能设计缺失,地震作用下易失效

1. 刚度匹配失衡,地震时应力集中

2. 耗能减震结构缺失,抗震延性差

3. 高烈度区适配性差,性能衰减快

(四)施工与耐久性问题,进一步降低连接可靠性

1. 施工操作难度大,安装质量难控制

2. 耐久性不足,长期使用性能衰减

3. 与不同楼板类型适配性差

前期研究开发基础:

目前我方连接件与预制板预留孔、后浇混凝土的接触面为光滑表面,仅做简单喷砂处理,摩擦系数,远低于抗震设计要求。接触面易产生相对滑移,导致楼板与梁、柱连接松动,影响结构整体刚度与稳定性。目前连接件未设计耗能减震结构,地震能量无法通过连接件有效耗散,全部传递至楼板与主体结构,易导致楼板开裂、梁端塑性铰提前形成。连接件自身延性不足,断裂伸长率,地震时受拉、剪复合荷载作用下,易发生脆性断裂,无法满足抗震要求。

现有的生产和研发的设备:
攻关目标:

摩擦系数:连接件与混凝土接触面摩擦系数≥0.8,较现有提升 60% 以上,水平荷载作用下滑移量≤1mm,满足抗震设计的界面稳定性要求。

抗剪结构适配性:高度 5~8mm、间距 120~150mm,既保证抗滑移能力,又不阻碍混凝土浇筑密实,连接件周边混凝土强度达标率 100%

抗震设防:连接件抗震性能满足 9 度(0.4g)高烈度地震区要求

延性与耗能能力:屈服强度比≥1.2,断裂伸长率≥25%,地震作用下通过自身变形耗散 30% 以上地震能量,避免应力集中导致的脆性断裂。

循环荷载稳定性:经 100 次地震模拟循环荷载试验后,承载力衰减率≤15%,刚度保持率≥80%,满足建筑全生命周期(≥50 年)的抗震安全需求。

成果形式:

技术解决方案