中圖分類(lèi)號(hào)：TQ172.7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1001-5922（2025）07-0009-04

Abstract：Due to the construction process，improper design and material performance，the bonding structure between thefloorslab and the beam has problems such asunstable quality and cracking，which afects the safetyof the building.The design optimization and construction technologyof bonded structures offloor slabs and beams of civil buildings were proposed.Based onthe proposed method，theoriginal building slabs were tested，and the shortcomingsof the building slbs were obtained.Theload-bearing force of the building floor was calculated，andaccording to thecalculated load-bearing force，the interfacebetween thebuilding floor slabandthe beam was optimized to increase the interface occusion.Bond prestressing technology was used to enhance the adhesion between floor slabs and beams，and the safetyofbuildings was improved.The results showed that the bond strength of the proposed method was 92MPa ，which can complete the optimal design of the bonding structure between the civil building and the beam，and improve the stability of the building.

Key Words：civil buildings;adhesive optimization design ;load bearing capacity calculation;interface optimization; adhesive prestressing

在現(xiàn)代建筑技術(shù)發(fā)展迅速的背景下，民用建筑逐漸成為人們生活的載體。但民用建筑設(shè)計(jì)不當(dāng)和材料選擇等原因造成建筑開(kāi)裂的安全隱患，為了能夠解決這些安全問(wèn)題[2]。需要加強(qiáng)對(duì)建筑材料粘結(jié)技術(shù)的研究，對(duì)粘結(jié)技術(shù)展開(kāi)進(jìn)一步優(yōu)化，在綜合考慮材料性能、結(jié)構(gòu)受力點(diǎn)和施工工藝可行性等因素基礎(chǔ)上，確保民用建筑的安全性和合理性，從而增強(qiáng)民用建筑的耐用性。這是當(dāng)前業(yè)界極具有挑戰(zhàn)性的研究方向，也是未來(lái)建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展的應(yīng)有之義[3]

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)選擇磷酸鎂水泥作為粘接材料，對(duì)樓板展開(kāi)加固。磷酸鎂水泥主要由氧化鎂、偏高領(lǐng)土、磷酸二氫鉀和粉煤灰等物質(zhì)組成，可以提高混凝土的粘接力度，提升與梁的粘接性，具體配比如表1所示。

根據(jù)表1的的配比結(jié)果，將配比好的材料展開(kāi)攪拌，并將攪拌好的材料涂抹到混凝土表面。

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，由于磷酸鎂水泥的配比不均勻以及建筑樓板界面與梁貼合度不夠，所以需要對(duì)其展開(kāi)優(yōu)化。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

XYZ-1000型號(hào)的萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)、DT-01型號(hào)的位移傳感器、HL-200型號(hào)的荷載傳感器、溫度計(jì)、MX-500型號(hào)的顯微鏡和DC－300型號(hào)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

2建筑樓板承重力及界面設(shè)計(jì)優(yōu)化

2.1 承重力計(jì)算

為了更好的提升樓板和梁之間的粘合度，對(duì)建筑樓板的承重力和截面展開(kāi)計(jì)算，獲得建筑樓板的承載極限，為后續(xù)改造樓板界面做鋪墊[4-5] 。

對(duì)長(zhǎng)、寬為 3.9m×6.0m 的建筑樓板的承重力展開(kāi)計(jì)算，由《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》可知，建筑樓板的平均布活荷載一般為 2.0kN/m ，使用的材料為

C30等級(jí)，建筑樓板雙向板跨最大彎矩 M_max 為5.43kN?m ，在建筑樓板的鋼筋網(wǎng)格內(nèi)布置球狀填充物，球的直徑是去除保護(hù)層厚度的板厚，以此對(duì)建筑樓板的截面展開(kāi)計(jì)算。

由慣性矩和面積相同的原則，把建筑樓板等效矩形的寬和高分別設(shè)為 b 和 h ，具體如圖1所示。

將球狀填充物的直徑設(shè)為 70mm ，并根據(jù)建筑樓板的高和寬得到高和寬與直徑的關(guān)系： ，獲得高和寬分別為 h=60.6mm，b=63.4mm_?

設(shè)建筑樓板的雙向板跨中最大彎矩方向是 x 方向，在 x 方向的最大彎矩值為 4.3kN?m ，建筑樓板承擔(dān)的彎矩值為 M_x=4.34/6.6=0.66kN?m_?

由此確定建筑樓板的截面類(lèi)型：

α₁f_cb^′f_fh_?f^′（h₀-h_?f^′/2）=14.3×150×19.7× （80-19.7/2）=3.0kN?mgt;0.66kN?m

由上述過(guò)程可以得到建筑樓板的截面類(lèi)型是第一類(lèi)型。

2.2 界面優(yōu)化

根據(jù)上述步驟完成對(duì)建筑樓板的承重力計(jì)算，由建筑樓板的承重力完成對(duì)建筑樓板和梁的界面改造[6]。

梁在民用建筑中主要是一種受彎器件，在整體失衡時(shí)會(huì)出現(xiàn)彎矩屈曲形式，工字型的梁會(huì)由于建筑樓板的壓應(yīng)力增大出現(xiàn)失衡現(xiàn)象，且梁的失衡會(huì)出現(xiàn)在平面外側(cè)，導(dǎo)致梁的扭轉(zhuǎn)變形[7]。而工字型和H型的腹板開(kāi)孔梁，極易出現(xiàn)失衡和扭曲現(xiàn)象[8]。因此需要對(duì)梁展開(kāi)擴(kuò)張，以此提升截面慣性和抵抗矩，集中應(yīng)力，圓形開(kāi)口梁在下翼出現(xiàn)荷載，提升了梁的穩(wěn)定性。

建筑樓板主要是負(fù)責(zé)承載和傳遞荷載，將不同的建筑蹭分割開(kāi)來(lái)，提升建筑物的穩(wěn)定性和抗震性能，增加了建筑物的剛度[9]

一般的建筑樓板使用普通材料，樓板質(zhì)量較差，承重力較低[10]，所以對(duì)建筑樓板填充輕質(zhì)材料，減輕樓板重量，并加上保溫和隔音層，用混凝土包裹住樓板提升樓板和建筑的粘合度。

根據(jù)上述步驟完成對(duì)建筑樓板和梁的界面以及材質(zhì)改造，以此提升建筑樓板和梁的粘合度。

2.3 預(yù)應(yīng)力技術(shù)

采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)加強(qiáng)建筑樓板和梁的牢固程度，使民用建筑的安全系數(shù)得到提高[]

預(yù)應(yīng)力技術(shù)主要是從荷載、建筑的結(jié)構(gòu)受力以及材料選用等方面人手，對(duì)樓板內(nèi)部和梁鋪設(shè)鋼筋并用工具使樓板處于張力狀態(tài)，減少樓板和梁之間的裂縫和變形，增強(qiáng)粘合度，提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性[12]。

一般情況下梁的荷載包括梁板面層、自重和吊頂自重等方面，標(biāo)準(zhǔn)荷載值為 69.4kN/m 線(xiàn)荷載設(shè)計(jì)值為 94.8kN/m^[13] 2號(hào)

預(yù)應(yīng)力技術(shù)的框架主梁根據(jù)雙束設(shè)置，由拋物線(xiàn)線(xiàn)型分成3段，將反彎點(diǎn)設(shè)置在距離梁的支座0.16L₀ 處。使用低松弛的鋼絞線(xiàn)作為預(yù)應(yīng)力筋，每束鋼絞線(xiàn)的張拉應(yīng)力為 f_ptk=1359N/mm² ，設(shè)計(jì)值和強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)分別為 f_py= 1320N/mm² 和 f_ptk= 1 860N/mm² 。預(yù)應(yīng)力筋的張拉力為： P=6×139× 1 395=1 163（kN ），使用錨具作為張拉工具，將錨具分布在梁的兩端，梁的支座和跨中的非預(yù)應(yīng)力筋直徑是 25mm ，等級(jí)是HRB335.

布置在梁兩端的錨具會(huì)由于變形造成不同的預(yù)應(yīng)力的損失，具體的損失值為 σ₁₁=254.5N/mm² ，預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力松弛造成的損失為 σ₁₄=48.8N/mm² ，鋼筋摩擦造成的損失為 σ₁₂=382.1N/mm² 。建筑樓板收縮造成的梁支座和跨損失分別為 和（204 σ_15（4）=89.5N/mm². 。

預(yù)應(yīng)力框架的主梁極限一般為梁的跨中截面抗彎承載力值和承載抗震值的比值[14]，將跨中的截面系數(shù)調(diào)節(jié)成 4617.7kN/m ，將梁的支座截面抗震系數(shù)調(diào)節(jié)為 4321.2kN/m ，把梁的支座截面抗剪承載值調(diào)節(jié)為 1798.2kN ，以上數(shù)據(jù)均比原數(shù)據(jù)值大[15]

當(dāng)對(duì)梁的正截面抗裂設(shè)計(jì)時(shí)，支座截面的裂縫等級(jí)為二級(jí)，在荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)中，符合條件： σ_ck- σ_pc=2.1N/mm²ptk ;在荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合中，符合條件： σ_eq-σ_pc=-0.1N/mm²lt;0 。由于梁的跨中截面裂縫等級(jí)為三級(jí)[16-17]，在荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)下， ω_maz=0.182lt;0.2mm ，對(duì)梁的斜截面展開(kāi)抗裂設(shè)計(jì)時(shí)，裂縫等級(jí)是二級(jí)，取梁的支座截面重心展開(kāi)計(jì)算，得到支座截面的應(yīng)力結(jié)果，接著對(duì)于梁的跨中截面和樓板相交展開(kāi)計(jì)算，得到梁的截面應(yīng)力結(jié)果。

在荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合中，預(yù)應(yīng)力框架的主梁短期剛度為： β_s=9.721×10¹⁴N/mm² ，使用結(jié)構(gòu)力學(xué)得到梁的跨中撓度為 ：f=42mm，f/L₀=1/445

根據(jù)上述過(guò)程實(shí)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力技術(shù)對(duì)樓板和梁之間粘合度的提升，提高建筑的安全性。

2.4粘結(jié)材料配比優(yōu)化

在對(duì)建筑樓板和梁的粘結(jié)實(shí)驗(yàn)中[18-19]，由于磷酸鎂水泥中細(xì)石和陶粒的配比不均勻，影響建筑樓板和梁的粘合結(jié)構(gòu)程度，降低建筑的安全性，所以需要對(duì)磷酸鎂水泥重新配比，混凝土配比如表2所示。

由表2可以看出，將原料中的細(xì)石和陶粒的比例平均，以此收縮建筑樓板和梁的開(kāi)裂情況，降低建筑的負(fù)荷，提高混凝土的保溫性能，有助于提高建筑的穩(wěn)定性和安全性。

3 測(cè)試結(jié)果分析

為了驗(yàn)證民用建筑樓板與梁的粘接構(gòu)造設(shè)計(jì)優(yōu)化與施工工藝研究的整體有效性，需要展開(kāi)測(cè)試。

3.1 粘合結(jié)構(gòu)強(qiáng)度測(cè)試

對(duì)優(yōu)化后的建筑樓板和梁的粘結(jié)強(qiáng)度展開(kāi)測(cè)試，表3為粘結(jié)強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果。

由表3可以看出，隨著荷載質(zhì)量的不斷增加，建筑樓板的粘合結(jié)構(gòu)強(qiáng)度并沒(méi)有隨之下降，平均在92MPa ，證明在調(diào)整了粘結(jié)材料磷酸鎂水泥的配比和優(yōu)化建筑樓板界面后，大幅度提升了建筑樓板和梁的粘合結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，提升建筑的耐用力，延長(zhǎng)了樓板的壽命。

3.2 工藝穩(wěn)定性測(cè)試

對(duì)改進(jìn)的預(yù)應(yīng)力方法展開(kāi)穩(wěn)定性測(cè)試，表4為穩(wěn)定性測(cè)試結(jié)果。

由表4可以看出，經(jīng)過(guò)優(yōu)化后的預(yù)應(yīng)力方法穩(wěn)定性有所提升，隨著物體質(zhì)量的增加，建筑樓板和梁之間的開(kāi)裂值很小，平均在 5.2μm 左右，加強(qiáng)了建筑樓板和梁之間的粘合結(jié)構(gòu)程度，提高建筑的安全性。

3.3 振動(dòng)測(cè)試

在樓板和梁接設(shè)計(jì)與優(yōu)化中，振動(dòng)測(cè)試主要是用來(lái)評(píng)估樓板與梁粘接構(gòu)造的動(dòng)態(tài)性能。振動(dòng)頻率值越小，證明建筑樓板和梁粘結(jié)構(gòu)造的疲勞性能和耐久性越高，因此，對(duì)預(yù)應(yīng)力技術(shù)方法、豎向布置改造方法和振動(dòng)頻率改造方法的振動(dòng)展開(kāi)測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如圖2所示。

由圖2可以看出，預(yù)應(yīng)力技術(shù)方法的振動(dòng)頻率相較于豎向布置改造方法和振動(dòng)頻率改造方法較小，在 25Hz 左右，說(shuō)明磷酸鎂水泥對(duì)于建筑樓板和梁的粘結(jié)具有一定的能力，提高了建筑的安全性能。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文所提的預(yù)應(yīng)力技術(shù)方法的粘合結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性等方面都優(yōu)于豎向布置改造方法和振動(dòng)頻率改造方法，其粘結(jié)強(qiáng)度值可以達(dá)到 92MPa 左右，證明在調(diào)整了粘接材料磷酸鎂水泥配比和優(yōu)化了建筑樓板的界面后，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑樓板和梁的粘合結(jié)構(gòu)優(yōu)化，粘接材料優(yōu)化，提升了建筑物的耐用性，延長(zhǎng)了建筑樓板的壽命，增強(qiáng)了建筑物的安全性。

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