《Buildings》：Flexural Behavior and Design Method of Deep-Notched Precast Concrete Slab Connections for Modular Construction
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该研究提出一种面向模块化建造的带深槽口预制混凝土楼板系统及后浇连接，旨在提升现场装配效率同时保持受弯连续性。研究人员共试验22个足尺楼板试件，涵盖现浇整体板及不同槽口深度、锚固长度、钢筋直径与槽口几何的预制板，在正弯与负弯条件下加载。结果表明：在所采用钢筋布置
该研究提出一种面向模块化建造的带深槽口预制混凝土楼板系统及后浇连接，旨在提升现场装配效率同时保持受弯连续性。研究人员共试验22个足尺楼板试件，涵盖现浇整体板及不同槽口深度、锚固长度、钢筋直径与槽口几何的预制板，在正弯与负弯条件下加载。结果表明：在所采用钢筋布置与加载条件下，锚固充分的连接板正弯与负弯受弯承载力分别约为对应现浇板的85%与95%；锚固长度是控制破坏模式与传力效率的关键因素，钢筋直径对极限承载力影响显著，而槽口深度与几何在试验范围内影响相对有限（需结合所采用钢筋布置与锚固条件理解）。基于混凝土损伤塑性（Concrete Damage Plasticity, CDP）方法建立的有限元模型可解释传力机制与参数敏感性，极限荷载预测精度可接受，但因界面行为、粘结滑移与局部开裂简化，位移预测偏差较大。试验与数值结果表明接缝传力主要依赖钢筋桥接（reinforcement bridging），所研究条件下新老混凝土粘结贡献有限。据此研究人员提出修正分析模型预测连接板极限受弯承载力，对锚固充分试件与试验吻合较好。该连接为模块化混凝土楼板预制连接提供可行构造方案，但应用应限于具有类似钢筋布置、锚固条件、材料属性与单调受弯行为的配置。
研究背景方面，模块化集成建造（Modular Integrated Construction, MiC）将制作工序移至工厂，可缩短工期并提升质量可控性，其中混凝土模块化体系因成本与鲁棒性受关注。但预制构件现场连接效率与可靠性仍是瓶颈：传统伸出钢筋构造易导致钢筋拥堵、对位困难且需临时模板，复合板槽口连接仍依赖现场铺筋与后浇层，未实现全预制楼板双层钢筋连续性。为此，研究人员提出深槽口（deep-notched）预制楼板后浇连接，板端预留深槽、装配后槽内布设附加钢筋并浇筑后浇混凝土，预制板兼作永久模板，消除外伸筋干扰。
研究人员开展22个足尺试件（2520 mm×1000 mm×150 mm）三点弯曲试验，分现浇参照组与两组预制深槽口连接组，参数含槽深110/120 mm、锚长15d/21d、筋径12/14 mm、矩形/梯形槽；辅以ABAQUS中基于CDP的有限元分析与考虑新老混凝土界面摩擦的传力模拟，并提出修正受弯承载力分析模型。结论显示：锚固充分时连接板正弯、负弯承载力达现浇板约85%、95%；传力主路径为附加筋→后浇混凝土→预制板内纵筋→支座，属非接触搭接（non-contact lap splice）间接传力；21d锚长可充分发育钢筋强度，15d发生粘结拔出；筋径显著影响极限承载力，槽深与几何影响有限；CDP有限元可捕捉破坏模式与极限荷载趋势但位移偏差大；修正模型对锚固充分矩形槽正弯试件计算/试验比0.97~1.01。该成果为模块化混凝土楼板高效可靠连接提供构造与分析依据，论文发表于《Buildings》。
关键技术方法上，研究人员采用足尺三点弯曲试验（跨距2320 mm，正/负弯各半，无同向重复件）、HRB400钢筋与C40混凝土（预制面机械糙化，立方体强度预制54.77 MPa/后浇61.77 MPa）、ABAQUS C3D8R混凝土+ T3D2钢筋嵌入单元、CDP参数（膨胀角30°、fb0/fc0=1.16等）、新老界面法向硬接触切向罚摩擦μ=0.7~1.3、基于Jiang等粘结公式修正钢筋应力-应变以模拟15d滑移、以及平衡方程推导修正受弯公式。
研究结果部分，引言指出传统外伸筋与复合板槽口局限，提出全预制双层筋深槽口构造及研究四点贡献。试验方案阐明槽居中布置于相邻内纵筋间、残厚≥30 mm限槽深≤120 mm、锚长取15d（部分锚固）与21d（充分锚固）依据Jiang等粘结试验、筋径依GB 50010配筋率选12/14 mm、矩形/梯形槽用于检验机械咬合。试件设计列明B组板端减薄25 mm、C组不减薄，每侧5槽@200 mm。材料性能给出钢筋屈服467.5/453.8 MPa、极限681.4/651.7 MPa。结果与讨论中，破坏模式分现浇弯剪、界面裂（锚固足）、锚固不足拔出、负弯三主裂四类；荷载-位移显示弹性刚度同、开裂后预制板峰值较低（正弯85%/负弯95%），筋径提载显著、槽深几何影响小；传力机制由应变片证实附加筋应变最高，路径为附加筋→后浇混凝土→内纵筋。有限元建模略去显式槽形、以附加筋位置代槽深、嵌固假定完美粘结，仅对锚足试件校验，峰值荷载误差可接受位移散度大；参数研究表明锚长15d~21d中21d方使粘结控应力近钢筋极限，界面μ=0.7~1.3对全局承载力微敏，槽深110~120 mm增深通过增大力臂提载。分析模型节指出深槽口板四异于整体板：缝处混凝土受拉不计、钢筋主导、压区高度减小、筋应力受锚固控；由力/矩平衡推得修正公式（9）~（12），正弯矩形槽锚足件验证比0.97~1.01。讨论与设计含义比较传统外伸筋构造，明确非接触搭接属性，强调21d仅限本配置非通用最小值；槽深机械上移筋增力臂但受残厚≥30 mm限；界面虽全局不敏感仍须糙化清理保组合作用；设计边界限定于150 mm厚板、单调弯、所列参数域。结论六条重申85%/95%承载力、锚长决定性、钢筋桥接机制、筋径主导、CDP位移偏差、修正模型适用域。
讨论部分总结：该连接以施工便利性换间接传力路径，解决外伸筋拥堵与临时模版湿作业问题；性能由锚长、保护层、横筋、约束共同决定而非单靠槽形；居中布槽避免碰撞但偏置布槽影响未验；正弯折减主因缝处受拉混凝土中断与开缝，负弯因后浇区参与受拉多故折减少；界面摩擦在μ=0.7~1.3内不控全局但施工不可省；适用须严格限定参数域，偏移、疲劳、收缩徐变、抗震待研。结论译文：本研究针对模块化建造深槽口后浇预制混凝土楼板受弯行为与设计方法，经22足尺件正/负弯试验及CDP有限元与修正分析模型，得出（1）锚固充分时连接板正弯、负弯承载力约达现浇板85%与95%；（2）锚长15d早拔21d稳，为控破坏与传力效率关键；（3）附加筋不与内纵筋直触，力经附加筋-后浇混凝土-预制混凝土传递，主赖钢筋桥接与锚固而非缝混凝土受拉；（4）筋径显著提载，槽深几何在足锚无局部坏时影响有限；（5）CDP有限元捉主机制与极限荷载可接受，位移因界面/滑移/开裂简化偏差大；（6）修正分析模型对足锚件预测合理，限用于防早锚与槽局部坏配置。整体为该无外伸筋全预制板连接提供可行构造，验证限于所试几何材料与单调弯，后续须隔离筋偏移与槽距并研公差循环与长期界面行为。
