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。
(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
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,摩擦系数低,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,断裂伸长率低,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。
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。
技术解决方案