考虑叠合面滑移的新型拼缝叠合板受力性能的有限元分析

为了优化双向受力钢筋桁架混凝土叠合板的拼缝构造方案,提高叠合板拼缝处的受力性能,本文设计了一种新型口袋式拼缝形式的叠合板。由于新旧混凝土叠合面容易发生相对滑移,从而影响板的整体承载力,因此本文利用有限元法研究其受力性能时考虑了叠合面滑移。通过对现浇板、密拼式叠合板和新型口袋式叠合板的数值分析,研究拼缝构造形式、现浇层厚度和附加钢筋对叠合板受力性能的影响。研究结果表明：新型口袋式拼缝形式可以使叠合板具有较好的承载能力,并保证了预制层和现浇层混凝土之间力的有效传递;增加现浇层混凝土厚度能够有效提高叠合板的承载力;附加钢筋配筋率对叠合板承载力影响也尤为明显,叠合板承载力在一定范围内随附加钢筋的配筋率的增加而提高。     

混凝土二次受力对叠合梁极限承载力的影响分析

文章运用有限元软件ANSYS分别对一般整浇梁、普通叠合梁以及考虑混凝土二次受力的叠合梁进行数值模拟,通过降温法模拟现浇混凝土的收缩微应变,并在叠合面上建立弹簧单元;探讨了混凝土二次受力对叠合梁极限承载力的影响。数值结果表明,普通叠合梁相对于同条件下的一般整浇梁来说,能够提高其极限承载力,而考虑混凝土二次受力的叠合梁相对于普通叠合梁其极限承载力会有所降低,但仍比一般整浇梁的极限承载力高。最后模拟了叠合参数αh的变化对混凝土二次受力叠合梁承载力的影响。     

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.     

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.     

预制叠合板式混凝土剪力墙水平承载力实验研究

文章通过普通钢筋混凝土剪力墙和预制叠合板式混凝土剪力墙的荷载试验,对剪力墙的承载力、变形特征及耗能能力进行比较,试验结果表明,对于预制叠合板式混凝土剪力墙,叠合面仍有足够的抗剪强度,能够保证叠合板的整体工作性能;预制叠合板式混凝土剪力墙替代现浇钢筋混凝土剪力墙是可行的.     

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.     

人行荷载下钢筋桁架叠合板振动舒适度分析

文章介绍了钢筋混凝土叠合楼板和人行荷载的一般特性;引入接触单元,利用有限元程序数值模拟计算钢筋混凝土叠合楼板的振动响应;分析了叠合面、现浇层厚度和钢筋桁架高度对叠合楼板自振频率的影响以及人行荷载下叠合楼板振动加速度及其舒适度,并与对应钢筋混凝土现浇板进行比较。计算结果表明,相同条件下,叠合楼板振动峰值加速度要比现浇楼板大,后浇混凝土叠合层厚度对楼板振动峰值加速度及舒适度影响明显,增加后浇叠合层厚度,有利于改善叠合楼板振动舒适度。     

不同叠合面超高性能混凝土叠合板延性与抗弯刚度试验

为了研究不同叠合面对超高性能混凝土(UHPC)叠合板延性与抗弯刚度的影响,用3块不同叠合面UHPC叠合板进行了抗弯试验。试验结果表明:人工粗糙叠合面能满足UHPC叠合板叠合面的抗剪要求。设置叠合面抗剪钢筋会降低UHPC叠合板的位移延性与耗能延性,马镫钢筋较桁架钢筋的影响作用更大,同时能有效提高UHPC叠合板加载前期的抗弯刚度,但对加载中后期的抗弯刚度影响不大。UHPC叠合板使用阶段(0.5M_u～0.7M_u)的短期刚度,与钢纤维混凝土叠合板的计算短期刚度吻合良好,建议可按钢纤维混凝土叠合板短期刚度计算公式进行计算。     

钢纤维混凝土预应力连续叠合板变形研究

通过 3块 2跨钢纤维混凝土预应力连续叠合板的试验研究 ,分析了支座配筋及叠合面里的钢纤维对跨中刚度的影响 ,提出了二次受力钢纤维混凝土预应力连续叠合板的受弯短期刚度公式     

带缺陷钢筋混凝土叠合梁抗弯性能的试验研究

为了研究带缺陷的钢筋混凝土叠合梁抗弯性能的变化情况,通过在叠合梁跨中和加载点位置叠合面上放置泡沫板,模拟了在生产制造、装配施工阶段出现的质量缺陷,试验研究了带缺陷的钢筋混凝土叠合梁的抗裂性能、极限抗弯承载力及破坏特征。结果表明:与无缺陷试件相比,2根带缺陷试件的开裂弯矩均下降约10%,在跨中叠合面设置缺陷的试件极限抗弯承载力下降约3%,加载点位置叠合面的缺陷使极限抗弯承载力下降约15%;竖向裂缝出现前,缺陷对试件抗弯刚度的影响较小;竖向裂缝出现后,跨中叠合面缺陷对试件裂缝发展影响较小,加载点位置叠合面缺陷使裂缝沿叠合面水平方向发展,并最终在缺陷处叠合面产生1～2 mm的滑移。试验结果可为钢筋混凝土叠合梁的设计和检测提供参考。     

叠合式混凝土板梁桥叠合面受力性能分析

为了解采用叠合技术进行改造的旧混凝土板梁桥的叠合面受力性能,以便对叠合面进行合理的技术处理,分析了新老混凝土收缩徐变和温度差异、二期恒载和活载等荷载因素对叠合面剪应力的影响,推导了计算公式,阐明了叠合面剪应力的分布特性,并与粗糙度及粘结剂等抗力因素提供的抗剪能力进行了计算对比.结果表明剪应力在支点区域较大,跨中较小,采用人工凿毛处理的叠合面理论上可不配置抗剪钢筋,就能保证叠合式板梁桥的整体工作性能.     

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.     

预应力混凝土空心板叠合整体板的试验与分析

研究了试验板与相邻板通过叠合层整浇成整体板后的变形、裂缝、正截面承载能力等。在均布荷载作用下的试验和电算证实：叠合面粘结完好；叠合层能与多孔板共同作用；相邻板参与作用限制试验板的横向裂缝的开展，试验板的承载能力显著提高。     

混凝土倒T形叠合连续板的试验研究

按照实际用于工程的倒T形叠合连续板的设计和构造要求制作试件,采用普通粘土砖荷重块分级施加均布荷载的方法,进行了倒T形叠合连续板均布静荷载试验.研究了其二阶段浇注混凝土共同工作的可能性和可靠性、在各个特征荷载作用下的试件力学性能以及试件的开裂和破坏的形态与规律.试验结果表明:倒T形叠合连续板这种新的叠合板型式具有良好的整体工作性能,延性好,其正截面受弯承载力基本上可以按照整体浇注的连续板要求进行设计;此外,倒T形叠合连续板具有叠合面开裂的受剪破坏形态,在设计中应对叠合面受剪承载力进行计算,不足时应采取适当的构造措施.     

配置组合封闭箍筋叠合框架梁端抗震性能试验

通过6个试件的低周反复加载试验,研究了配置HRB500纵筋和组合封闭箍筋的叠合混凝土框架梁端的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、延性等抗震性能以及极限承载能力.结果表明:叠合试件的叠合面和根部结合面出现开裂和滑移,其滞回曲线捏拢,耗能、极限承载力和位移延性系数均小于整浇试件;叠合试件的位移延性系数为3.6~4.5;叠合试件与整浇试件的极限承载力之比平均为0.90,但与按规范GB 50010—2010得到的计算值之比平均为1.31;达到极限承载力前,各试件的高强纵筋和斜拉破坏试件的箍筋均能受拉屈服;配箍形式和根部结合面类型对叠合试件的抗震性能和极限承载力影响不大.     

双面叠合试件界面抗剪性能试验

通过6个双面叠合试件剪切性能试验,研究不同界面连接钢筋形式下叠合面的抗剪特性.试验结果表明,双面叠合构件均发生叠合面的剪切破坏,叠合面的裂缝出现过程并不同步,在叠合面裂缝出现之前,叠合试块整体性保持良好;叠合无筋构件呈明显的脆性破坏特征,破坏过程中改进的箍筋连接构件的延性优于传统的桁架连接构件;通过理论分析确定叠合面的破坏机理即新老混凝土界面的极限抗剪强度由混凝土黏结力、摩擦力和界面钢筋的销栓力共同作用,然而极限状态时界面的黏结力已经有一定程度的破坏,在计算极限承载力时并不能用三者的最大值简单相加.     

双面叠合试件界面抗剪性能试验研究

通过6个双面叠合试件剪切性能试验,研究不同界面连接钢筋形式下叠合面的抗剪特性.试验结果表明,双面叠合构件均发生叠合面的剪切破坏,叠合面的裂缝出现过程并不同步,在叠合面裂缝出现之前,叠合试块整体性保持良好;叠合无筋构件呈明显的脆性破坏特征,破坏过程中改进的箍筋连接构件的延性优于传统的桁架连接构件;通过理论分析确定叠合面的破坏机理即新老混凝土界面的极限抗剪强度由混凝土黏结力、摩擦力和界面钢筋的销栓力共同作用,然而极限状态时界面的黏结力已经有一定程度的破坏,在计算极限承载力时并不能用三者的最大值简单相加.     

新型装配式悬臂混凝土挡土墙承载性能试验

为了探究叠合型挡土墙的合理性和叠合面的有效连接方式,提出了3种新型装配式悬臂混凝土挡土墙(键槽叠合型、桁架筋叠合型和螺旋筋叠合型),并针对3种新型挡土墙和两组对照挡土墙进行了静力加载试验。结果表明,3种新型挡土墙较现浇挡土墙的承载性能劣化程度有限(15%以内),叠合型挡土墙是装配式挡土墙的有效形式,具有良好的适用性与可行性。其中桁架筋叠合型的叠合面连接可靠,抗裂性能好,整体性强,具有更佳的承载性能,故桁架筋是提高叠合面连接性能的有效方式。     

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.     

混凝土叠合式受弯构件极限承载力分析

以混凝土叠合式受弯构件为研究对象,对其极限承载力进行了力学分析,对叠合式受弯构件极限状态下截面应力应变图形形式以及叠合式构件设计中需要考虑的叠合参数αh和αM进行了计算分析.研究表明:叠合式受弯构件的极限承载能力只与叠合参数αh有关,基本上不受αM变化的影响.