《Journal of Building Engineering》：Structural Performance of Composite Floor System with Inverted Multi-Tee Section Prefabricated Using Slip-Forming Method
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本研究通过滑模成型工艺预制了空心轻质预应力混凝土板（RPS），并采用现浇混凝土 topping 构成组合构件，开展弯剪复合受力下的基础加载试验。实验结果表明，横向锚固筋的设置可使剪切强度提升17%，且RPS与 topping 混凝土间表现出优异的协同工作性能。基于试件的非线性弯曲分析模型和弹性剪切承载力估算模型，验证了模型对实际构件刚度和承载力的准确预测能力。
韩顺真（Sun-Jin Han）| 朱贤真（Hyunjin Ju）| 朴昌贤（Changhyeon Park）| 李德航（Deuckhang Lee）
韩国全州大学建筑工程系，全州市万山区全谈路303号，55069
摘要
本研究对带有现浇（CIP）顶层的肋状预制混凝土板（RPSs）在弯曲和剪切联合作用下的基本加载性能进行了测试。每个预制预应力混凝土单元都是使用滑模机制造的，这种方法不同于传统的挤压工艺，能够形成中空的轻质截面。这种自动化制造技术允许在工厂的截面成型过程中直接为混凝土腹板提供剪切加固。为了评估复合RPS构件的结构性能，精心设计并制造了三个试件：其中一个试件用于弯曲测试，另外两个试件用于研究预制单元与现浇（CIP）顶层混凝土之间的复合效应及其剪切强度。弯曲试件表现出典型的延性响应和较大的变形能力，而剪切试验试件的破坏模式主要是由混凝土腹板中的对角拉应力裂纹引起的。在格栅通过横向和纵向钢筋完全锚固的试件中，其剪切强度比仅通过纵向钢筋锚固格栅的试件高出17%。这表明，在格栅中布置横向钢筋可以增强其在构件中的锚固效果。值得注意的是，即使在浇筑CIP顶层混凝土之前不对RPS单元进行任何特殊的表面粗糙处理，RPS单元和CIP混凝土也表现出优异的复合性能。本研究还提出了非线性弯曲分析模型和剪切承载力估算模型，这些模型考虑了RPS复合板的独特尺寸和非均匀材料特性。通过与实验结果的比较，验证了这些模型的有效性，平均测试结果与分析结果的比值为0.99。此外，剪切承载力模型的预测结果较为保守，平均比值和变异系数（COV）分别为1.12和1.18。
章节摘录
引言
近年来，预制混凝土（PC）在建筑行业中得到了广泛应用，因为它具有良好的质量控制和快速施工的优势。[1],[2] 特别是楼板系统通常是PC建筑中材料用量最大的结构部件。因此，几十年来人们一直在努力开发高效的预制楼板系统，并开发了各种类型的创新PC板，如空心芯（HC）和双T型板等。
试验试件
图3展示了复合RPS试件的详细信息。所有RPS单元的宽度均为2,400毫米，高度均为230毫米。每个预制单元中的混凝土腹板宽度为170毫米，因此总腹板宽度为680毫米。在RPS单元的底部翼缘处，布置了12根直径分别为15.2毫米和6毫米的预应力筋和钢丝网。此外，如图3(c)所示，还使用了直径为9.8毫米的连续格栅加固筋。
结构响应
图6显示了RPS-F试件的荷载-位移响应及其破坏时的裂纹形态。在RPS-F试件中，当荷载达到355 kN时首次出现弯曲裂纹，随后在加载点附近出现了多条弯曲裂纹。当荷载进一步增加到577 kN时，裂纹发展成斜向裂纹。然而，荷载继续增加，表明布置在腹板上的格栅加固筋有效地提高了剪切阻力。在650 kN的荷载水平下……
非线性弯曲分析模型
本研究进行了非线性弯曲分析，以评估复合RPS系统的弯曲性能，如图9所示。由于在RPS-F试件中RPS与CIP混凝土的界面处仅观察到轻微的损伤，因此在后续建模过程中假设了完全的复合效应。如图9(a)所示，通过选择极端压缩纤维处的混凝土应变，并假设中性轴的任意深度，可以计算出混凝土的应变……
验证
本研究对三个复合RPS试件进行了弯曲和剪切测试。然而，试件数量相对较少，不足以全面验证所提出模型的适用性。因此，从现有文献中收集了两个半PC板的弯曲测试结果和六个剪切测试结果（这些试件采用倒置双T型截面设计），如表3所示，所有试件均采用单独模具法制造。需要指出的是……
结论
本研究对使用滑模法制造的带有CIP混凝土的复合RPS试件进行了弯曲和剪切测试，详细分析了荷载-位移响应、裂纹形态以及RPS与CIP混凝土之间的复合效应。基于实验结果，提出了考虑RPS和CIP混凝土独特截面和材料特性的非线性弯曲分析模型和基于弹性的剪切承载力模型。
CRediT作者贡献声明
李德航（Deuckhang Lee）：撰写 – 审稿与编辑、可视化、验证、资源管理、项目协调、资金筹集、数据整理。朴昌贤（Changhyeon Park）：撰写 – 初稿撰写、可视化、验证。朱贤真（Hyunjin Ju）：撰写 – 审稿与编辑、项目协调、方法论设计。韩顺真（Sun-Jin Han）：撰写 – 初稿撰写、方法论设计、实验研究、资金筹集、数据分析、概念构思
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
致谢
本研究得到了韩国国家研究基金会（NRF）的资助（由韩国政府（MSIT）提供资金，项目编号RS-2023-00209647）。同时，作者还感谢韩国能源技术评估与规划院（KETEP）以及韩国气候、能源、环境部（MCEE）的支持（项目编号RS-2025-07852969）。
