考虑现浇砼收缩与滑移时叠合板承载力的研究

基于ANSYS有限元软件,文章应用弹簧单元和生死单元对混凝土叠合板进行建模,分别考虑叠合面滑移、二次受力、现浇层混凝土收缩等因素的影响,研究叠合板的极限承载力并与整浇板进行对比。计算结果表明:叠合面的滑移对承载力的影响较小;施工过程中的二次受力可有效提高叠合板的承载能力;同时,现浇层混凝土的收缩会明显削弱叠合板的整体承载能力,且承载力随着收缩微应变的增大而迅速减小。     

叠合楼板极限承载力研究

目的研究装配式混凝土结构中叠合楼板在竖向荷载作用下的极限承载力,为叠合楼板配筋设计提供参考.方法基于ABAQUS有限元分析软件对底部2块与3块预制板拼接,工程中常用预制厚度与现浇层厚度,以及长宽比1.0~1.5范围的30组叠合楼板在竖向荷载作用下进行数值计算分析,得到沿拼缝方向按单向板配筋且垂直拼缝方向固定构造配筋、竖向荷载作用下四边简支的叠合楼板极限承载力;并计算在楼板极限承载力不变的前提下,按照双向板进行计算,得出沿拼缝方向受力筋面积可减少的比率.结果沿拼缝方向按单向板配筋、垂直拼缝方向固定构造配筋的叠合楼板,如果拼缝方向作为长方向,当长宽比为1∶1.5时,其实际极限承载力比按照单向板计算值可提高17%;长宽比为1∶1时,承载力可提高39%,长宽比为1.5∶1时,承载力可提高98%.极限承载力相同时,按照双向板计算,当长宽比为1∶1.5时,预制板中沿拼缝方向受力筋可减少17%,可按照平行拼缝方向的单向板计算;当长宽比为1∶1.2时,预制板中沿拼缝方向受力筋可减少30%,;当长宽比为1∶1时,预制板中沿拼缝方向受力筋可减少40%;当长宽比为1.2∶1时,预制板中沿拼缝方向配筋可减少60%;当长宽比为1.5∶1时,预制板中沿拼缝方向受力筋计算上可不配,叠合板相当于垂直拼缝方向受力为主的单向板.结论同尺寸、不同预制厚度与现浇层厚度的叠合楼板,现浇层厚度与预制板比值越大,承载力越大;底部2块预制板的叠合楼板与相同配筋的底部3块预制板的叠合楼板相比,承载力较低.叠合楼板应避免拼缝与楼板中线重合的布置,且当长宽比大于1.5∶1时,建议沿短边方向布置预制板.     

密拼叠合板拼缝构造及受力性能试验研究

为了研究拼缝构造对密拼预应力钢筋混凝土叠合板受力性能的影响,提出一种增强型密拼缝构造,并设计了3组叠合板试件的抗弯性能试验.试验对各组试件的承载能力、刚度、破坏形态、裂缝和变形性能进行系统性研究,并分析拼缝叠合板的拼缝传力性能和预应力叠合楼盖的双向受力特性.试验结果表明：增强型密拼缝连接能够提高叠合板的垂直拼缝方向的抗...     

新型叠合楼板的叠合面连锁咬合效应分析

针对组合楼板的主要破坏模式——纵向剪切破坏,本文发现在一种新型叠合楼板中存在的连锁咬合效应,以之作为一种新的叠合面水平抗剪机制,并阐述了其作用机理.通过进行6块3类不同形式预制底板叠合成的叠合楼板的单向拟静力试验,从极限承载力、滞回曲线、自复位性能等方面总结、对比了这3种叠合板的整体受力性能,验证了这种水平抗剪机制的有效性.结果表明:相比于传统的叠合板,本文提出的这种新型叠合板中存在的连锁咬合效应减少了叠合面的损伤累积,可在一定程度上增强叠合板的变形恢复性能,提高此类叠合楼板叠合层与预制底板的协同受力性能,保证叠合试件充分发挥其极限承载能力.     

不同构造形式绿色混凝土叠合板受弯性能试验

为推动绿色再生类材料在叠合楼板中的应用,将不同性能要求的钢纤维增强绿色混凝土材料应用于叠合板中,研究不同构造形式所组成的钢纤维绿色混凝土叠合板受弯性能差异.开展了6块钢纤维增强绿色混凝土叠合板和2块普通混凝土叠合板足尺试件的抗弯性能对比试验.得到了其破坏形态、荷载-跨中挠度曲线、荷载-跨中板底受力钢筋应变曲线及荷载-跨中板顶面混凝土压应变曲线等特征参数,对比分析了各试件的破坏机理、变形特征、裂缝分布规律.研究结果表明,钢纤维增强绿色混凝土叠合板与普通混凝土叠合板相比受弯破坏过程类似,均经历了弹性阶段、弹塑性阶段及破坏阶段,且裂缝、挠度发展均较为充分,未有突然断裂或沿叠合面出现水平裂缝等破坏现象,均具有较好的延性;同时,不同的预制底板构造形式对叠合楼板的受弯性能也有较大影响,其中配置钢筋桁架的叠合板,尤其是附肋钢筋桁架对叠合板的受力性能有较为显著的提高;开裂荷载及极限承载力计算应考虑构造形式及不同混凝土材料预制底板对所组成叠合板受弯性能的影响.     

竖向拼缝对装配式空心井字楼盖受弯性能的影响

为改善竖向拼缝对新型装配式空心井字楼盖受力性能的不利影响,对具有不同拼缝构造形式的板带进行试验与分析.分别考虑拼缝数量、位置、宽度和粗糙度等因素来设计试验构件,对1个现浇板带和4个带有拼缝的板带进行竖向静载试验,得到构件的竖向位移、裂缝分布、受弯承载力及钢筋和混凝土的应力应变.试验结果表明,通过优化拼缝处构造可以适度提高板带的受力性能,在非主要受力处设置拼缝可使构件强度、刚度等受力性能更接近整浇构件.拼缝处钢筋的可靠连接可保证有效传力并限制混凝土接触面裂缝的发展.计算具有拼缝的空心井字楼板受弯承载力时可按设计规范取有效受压翼缘宽度.     

钢筋桁架混凝土双向叠合楼板承载性能分析

目的验证预制装配式钢筋桁架混凝土叠合双向板的承载能力,为此类装配式混凝土双向叠合楼板在实际工程中的应用以及有限元分析提供参考.方法采用ABAQUS有限元软件,应用生死单元技术模拟其二次受力过程,对沈阳保障性住房惠民工程中的叠合双向楼板进行受力分析,将叠合楼板在不同约束、不同板厚比影响下的受力情况并与现浇楼板进行比较.结果叠合双向板的受力特征和现浇双向板类似;预制层所占厚度比例越小越有利于整体承载能力的提高,但不应小于预制层承担施工荷载时所需要的最小厚度;施工过程中的二次受力有利于叠合板整体承载能力的提高.结论钢筋桁架双向叠合楼板受力性能良好,且现场施工方便,值得在实际工程中推广应用.     

叠合混凝土墙板竖向拼缝连接抗震性能试验研究

文章针对叠合板式混凝土剪力墙结构体系,参考国内外有关先进标准,对混凝土墙板竖向拼缝连接抗震性能进行试验研究;采用不同构造连接方式的单片剪力墙,在水平低周反复荷载作用下,研究叠合式混凝土墙板的受力、变形性能,以及与全现浇剪力墙之间的差别。研究表明,叠合式混凝土墙板的受力状态和破坏形式基本与全现浇剪力墙一致,均呈弯剪破坏;叠合板式剪力墙中,预制板与核心混凝土部分能够较好地共同工作。     

叠合面对叠合剪力墙极限承载力影响的数值分析

归纳总结目前国外相关规范对界面抗剪强度的规定,通过有限元建立预制层和现浇层的接触面,定义叠合面的黏结-脱离损伤模型,分析叠合面的影响.研究结果表明,建立叠合面的黏结-脱离损伤模型能够反映叠合面在受力过程中的脱离破坏程度;在不同轴压比下,叠合面对叠合剪力墙极限承载力影响均较小,边缘构件现浇的叠合剪力墙叠合面脱离破坏程度较边缘构件预制的叠合剪力墙小.     

倒"T"形叠合简支板的试验研究

利用实际工程中应用的倒"T"形板构件,根据叠合层和二次配筋的不同制作各种试验构件,采用普通标准粘土砖分级施加均布荷载的方法,进行了均布静荷载试验.研究结果表明:当倒"T"形板肋部面积合适且叠合面(构件翼缘)粗糙程度满足混凝土结构设计规范要求时,叠合面具有足够的粘结抗剪能力,能够保证叠合板的整体受力工作性能;叠合板后浇混凝土,通过二次配筋可以提高其跨中截面的受弯承载力,且可以较大幅度地提高叠合板的延性,从而增强建筑结构的抗震性能.     

预制压型钢板混凝土组合板和钢梁连接及其有限元分析

为了满足预制组合板和钢梁连接节点的承载和变形要求，提出了一种新型的压型钢板混凝土组合板和钢梁整体预制的法兰板-螺栓连接节点.使用ABAQUS分别建立了现浇、预制节点模型，对比了两者在同等条件下的受力性能，并分析了栓钉数、组合板的厚度和长度、螺栓数和法兰板厚度对预制节点模型受力性能的影响.结果表明:预制节点的受力性能与现浇节点相似，设计预制节点时应采用96个栓钉、8个螺栓，以及200mm厚、5.1~6.6m长的组合板及10mm厚的法兰板.     

组合楼板对装配式钢框架节点抗震性能的影响

为了解决装配式钢框架中节点区域构造复杂和传力机制不明的问题,提出一种考虑组合楼板作用的端板螺栓连接节点。设计并制作了2组端板连接的装配式梁柱节点,进行了低周往复循环荷载试验,建立了节点试件的数值模型,分析组合楼板对节点的破坏模式、滞回性能、承载能力、半刚性性能、受力特征的影响作用。结果表明,端板连接节点主要破坏模式为端板的弯曲变形,组合楼板的加入会使滞回曲线产生一定的捏拢现象,同时会产生组合楼板开裂破坏现象;增加组合楼板后,端板连接节点的初始转动刚度、极限承载力、耗能能力分别增加了约22%,13%,22%;组合楼板和钢梁上翼缘共同作用时,荷载通过组合楼板传递至柱腹板;与闭口型压型钢板-混凝土组合楼板的节点相比,采用开口型压型钢板-混凝土组合楼板的节点初始转动刚度和极限承载力分别提高13%和9%。组合楼板能有效提高端板连接节点的抗震性能,扩大节点核心区的传力范围,增强梁柱传力机制,可为进一步提高装配式节点性能提供参考。     

管桩-塔脚机械型连接接头及其轴向性能分析

为解决传统桩-塔脚现浇型连接接头存在的受拉性能差、施工周期长等问题，提出一种新型预应力混凝土高强管桩（Precast high-strength concrete pile，PHC） 管桩-塔脚机械型连接接头。先通过理论分析对新型连接接头中的圆筒和腹板最小厚度进行确定，再利用ABAQUS对其进行轴向性能有限元分析，并将其与传统现浇型连接接头进行对比。研究结果表明：当圆筒厚度为10 mm、腹板厚度为10 mm时，其能满足单项承载力要求、整体承载力要求及经济性要求。在受压荷载下，传统现浇型连接接头最终因塔脚全域受压屈曲而破坏；机械型连接接头最终因连接主体中的圆筒和腹板全域屈服而破坏，其可满足同型号管桩-塔脚的受压设计承载力要求，且可选择增大圆筒厚度和腹板厚度来提高整体受压承载力。在受拉荷载下，现浇型连接接头最终因预埋件中锚筋与混凝土锚固力不足而发生拔出破坏，拉伸位移均为预埋件刚体位移，连接接头具有很差的延性。机械型连接接头最终因啮合式连接接头中的连接销受拉变形过大而破坏，其受拉承载力远大于现浇型受拉承载力且具有较好的延性。     

超高性能混凝土-混凝土组合简支梁弯曲性能试验

进行了3根超高性能混凝土(UHPC)位于受拉区的超高性能混凝土-混凝土组合梁(UHPC-NC组合梁)和1根普通钢筋混凝土梁的弯曲性能试验。对UHPC-NC组合梁的受力过程、跨中截面应变分布、裂缝开展模式和破坏形态等进行了研究分析。试验结果表明,UHPC-NC组合梁在加载过程中基本符合平截面假定,并且在UHPC层中配置适量的纵向钢筋,能大幅度提高组合梁的抗弯承载力。同时,将钢筋和UHPC对试验梁极限承载力的贡献分为4个阶段(初始状态、阶段状态、极限状态和破坏状态)进行计算。最后,对组合梁受拉区UHPC层等效矩形应力系数k进行推导。结果表明,UHPC层对组合梁抗弯承载力的贡献效率随着配筋率的不同而不同。     

复合主拱圈加固石拱桥极限承载力参数研究

 研究了复合主拱圈加固石拱桥时极限承载力的受力特点。以一座在加固的等截面圆弧拱桥为例,考虑了加固结构二次受力的特点和新旧结构不同材料的力学性能,分析了其主要结构参数,如加固层高度、加固层宽度、加固层纵筋率和加固层箍筋率对加固后主拱圈承载力的影响。经过结构参数计算分析发现,当加固层高度为原拱圈0.25～0.50倍时,承载力增大值较明显;当加固层宽度超过原拱圈宽度的67%,承载力增大缓慢;加固层纵筋率超过1.162%,承载力增大值较小;增加加固层箍筋率对加固后拱桥的承载力影响较小。分析结果为复合主拱圈加固石拱桥设计提供了结构参数选取的建议,可为此类桥梁的设计提供有利的参考。     

往复荷载作用下新型装配式螺栓干节点的抗震性能研究

本文基于ANSYS/LS-DYNA有限元仿真软件,对一种改进的新型装配式螺栓干节点施加低周往复荷载,进行抗震性能研究,分析了该新型螺栓干节点的耗能、承载力、延性及刚度等方面的力学性能及其破坏模式,并探讨混凝土强度、轴压比和梁配筋率对该节点力学性能的影响规律。结果表明,新型螺栓干节点比现浇节点和改进前的螺栓干节点具有更好的耗能、更高的刚度和强度,其屈服荷载、极限承载力和延性分别比现浇节点提高了35%、22%和31%,而相比改进前的螺栓干节点分别提高了38%、27%和58%,表明新型螺栓干节点的抗震性能更好;随着混凝土强度和梁配筋率的提高,新型螺栓干节点的极限承载力、耗能性能和割线刚度都有所提高,抗震性能也随之提高;柱轴压比在一定范围内的增大可以提高节点的屈服荷载、峰值荷载和屈服位移,但影响程度较低。     

组合加固受损钢筋混凝土简支T梁抗剪性能试验

为探究受损钢筋砼简支T梁组合加固后的抗剪性能,通过对四片受损钢筋砼T梁进行钢板-混凝土组合加固并实施抗剪承载力试验的方法,得到构件的极限承载力和受剪破坏形态,分析了加载全过程加固钢板、植筋、栓钉的应力变化规律及结合面处的相对滑移。试验结果表明：加固钢板与新浇混凝土连接面处工作性能良好,而新旧混凝土连接面处容易产生开裂,在原梁混凝土表面凿毛以及采用较高的侧向加固钢板都可以使加固后结构的抗剪承载力得到提高。     

钢管-纤维增强水泥基符合材料混凝土叠合柱轴压性能

为了研究构造参数对钢管-超高延性纤维增强水泥基材料(engineered cementitious composites,ECC)混凝土叠合柱的轴压力学性能的影响规律,采用数值模拟方法对比分析了长细比、截面形式、钢管壁厚、纵筋直径以及配箍率对极限承载力、破坏模式和荷载-位移曲线的影响,研究不同参数的影响规律.研究结果表明:通常采用ECC混凝土替代外包普通混凝土能有效提高叠合柱的承载能力,同时能极大改善试件的延性;相同截面含钢率条件下,采用圆截面钢管的构件约束效应较好;钢管厚度与构件长细比是影响钢管-ECC混凝土叠合柱承载能力的重要参数;外包纵筋直径与箍筋间距变化对试件承载力具有提高作用;随着钢管厚度、纵筋直径的增加及构件长细比的减小,单轴荷载作用下叠合柱的承载力得到提高.     

一种新型装配式框架边节点抗震性能试验研究

为研究预制梁、预制柱之间连接的抗震性能，设计了一种新型装配整体式钢筋混凝土框架边节点，并完成了1个整浇RC试件和2个纵筋搭接长度不同的装配式PC试件的低周反复载荷试验。研究了其破坏过程、破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、位移延性、强度退化及耗能能力等内容。结果表明：装配式试件与整浇试件具有相似的破坏过程，破坏模式为梁端塑性铰区弯曲破坏，节点核心区处于弹性状态，节点整体性能良好，承载能力、初始刚度和耗能能力与整浇试件相当。基于“钢筋直锚短搭接”高效连接技术的装配式框架边节点连接可靠、施工方便、质量可控，具有较好的工程应用价值。