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.     

并筋混凝土板受力性能试验

针对并筋混凝土板破坏形态、位移延性、抗弯承载力、裂缝宽度与刚度等问题,开展了单调荷载下并筋混凝土板(包括两并筋配筋混凝土板、三并筋成束配筋混凝土板和三并筋成排配筋混凝土板)试验研究.结果表明:单调荷载下并筋混凝土板和普通配筋混凝土板均发生了受弯破坏;普通配筋混凝土板的抗弯承载力比两并筋配筋混凝土板的高2％,两并筋配筋混凝土板的抗弯承载力分别比2个三并筋配筋混凝土板高19％和17％;两并筋配筋混凝土板的最大裂缝宽度和跨中挠度与普通配筋混凝土板接近;三并筋配筋混凝土板的最大裂缝宽度和跨中挠度均大于相应的两并筋配筋混凝土板和普通配筋混凝土板.最后,对并筋混凝土板的设计计算方法进行了探讨.     

UHPC加固箱梁顶板受弯性能试验研究

提出密配筋UHPC(超高性能混凝土)加固钢筋混凝土箱梁顶板方法,以消除混凝土箱梁顶板因开裂导致结构承载能力和耐久性普遍降低两类病害.为探究该加固方法在集中荷载下的箱梁顶板横向受弯性能,对3块足尺箱梁顶板局部模型进行试验研究.试验结果表明:负弯矩作用下,受拉的UHPC层显著提高了加固板的抗裂性能和刚度;加固试验板的开裂强度取决于UHPC的弹性抗拉性能;裂缝宽度为0.2mm时的持荷水平相对于未加固试验板提高了255.8%;当裂缝宽度小于0.27mm时,荷载与最大裂缝宽度关系近似线性.正弯矩作用下,UHPC层受压,加固试验板的开裂强度取决于封闭裂缝所用黏胶的抗拉强度;因为普通混凝土区域裂缝出现较早,正弯矩加固板在前期表现出略微偏大的挠度,但后期挠度和裂缝宽度的增长速度均明显小于未加固板,致密的UHPC层为箱梁顶板提供良好的防水性能,加固层对正弯矩试验板刚度的提高和裂缝发展的控制效果较为明显;破坏形态符合预期,破坏荷载与理论计算结果吻合良好.     

纵筋率对高强钢筋RPC简支梁受剪性能的影响

为了研究纵筋率对高强钢筋活性粉末混凝土梁的斜向开裂荷载、斜裂缝宽度及抗剪承载力的影响,通过对3根纵筋率不同的高强钢筋活性粉末混凝土梁抗剪试验,分析梁在集中荷载作用下的破坏形态,研究纵筋率对斜向开裂荷载、斜裂缝宽度及抗剪承载力的影响。运用桁架—拱模型公式对试验数据进行了分析,并将试验值与《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)公式计算值进行比对研究。结果表明:试验梁的抗剪承载力与纵筋率之间呈现一定的线性关系,随着纵筋率的提高而提高,纵筋率由4.43%提高到6.39%和8.04%时,极限荷载提高了18.6%和19.3%;纵筋率对开裂荷载的影响较小,纵筋处裂缝宽度明显减小;按现行规范公式计算的高强钢筋活性粉末混凝土(RPC)梁抗剪承载力与试验实测值存在较大差异。     

不同板中配筋形式下板柱结构的连续倒塌性能

在爆炸、冲击等偶然荷载作用下,钢筋混凝土(RC)板柱结构中承重柱失效可能导致结构发生局部或整体连续倒塌破坏.为了研究板中配筋形式对RC板柱结构抗连续倒塌性能的影响,制作了2个1/3比例的板柱子结构模型,通过单调静力加载试验研究了角柱缺失条件下结构的连续倒塌性能.试验研究表明:在混凝土板内配置连续上层钢筋可以有效减小板上裂缝的宽度;与板中采用非连续上层配筋的试件相比,采用连续配筋试件的屈服荷载、第一个峰值荷载和极限承载力分别提高了38.4%、31.8%和7.5%,在动力荷载作用下试件的抗倒塌能力也得到了明显提高;板中拉膜效应对于塑性铰线机制失效后结构的抗倒塌承载力贡献显著.     

预应力钢骨超高强混凝土梁裂缝宽度试验与计算

裂缝宽度直接影响到结构的耐久性和正常使用功能.为研究预应力钢骨超高强混凝土梁的抗裂性,对13根预应力钢骨超高强混凝土简支梁进行了抗弯性能试验,分析了这种新型组合梁的破坏形态、裂缝开展与分布规律和最大裂缝宽度的变化特性,给出了考虑配筋位置的综合配筋指数与正常使用极限状态下荷载等级的关系;结合我国现行相关规范提出了适用于预应力钢骨超高强混凝土梁的平均裂缝间距和最大裂缝宽度的计算公式,其计算结果与实测结果总体吻合较好.在考虑钢骨腹板的影响时,取梁受拉侧1/2梁高范围内的腹板等效为纵筋,导致综合配筋指数大于0.19时,计算结果略大于实测值,小于0.19时,计算结果略小于实测值.     

拱坝横缝配筋动力响应的模型试验和计算分析

配置横向跨缝钢筋后,拱坝在动力荷载下的非线性响应是高拱坝领域的一个重要课题。该文在采用脆性材料制作的带横缝配筋拱坝模型的基础上,通过振动台模型试验研究了带横缝拱坝在谐波和地震波作用下的动力响应,并运用改进的拱坝非线性分析有限元程序ADAP-88(增加配筋数值模型)进行计算比较。试验结果验证了横向配筋数值分析模型的正确性,揭示出带横缝拱坝在地震荷载作用下的一些反应规律,包括配置跨缝钢筋可明显减小强震作用下横缝的张开度,防止止水遭到破坏,并明显提高拱坝的整体性。     

拱坝横缝配筋动力响应的模型试验和计算分析

配置横向跨缝钢筋后,拱坝在动力荷载下的非线性响应是高拱坝领域的一个重要课题。该文在采用脆性材料制作的带横缝配筋拱坝模型的基础上,通过振动台模型试验研究了带横缝拱坝在谐波和地震波作用下的动力响应,并运用改进的拱坝非线性分析有限元程序ADAP-88(增加配筋数值模型)进行计算比较。试验结果验证了横向配筋数值分析模型的正确性,揭示出带横缝拱坝在地震荷载作用下的一些反应规律,包括配置跨缝钢筋可明显减小强震作用下横缝的张开度,防止止水遭到破坏,并明显提高拱坝的整体性。     

高速铁路下承式板桁结合梁的受力分析

为了了解下承式板桁结合梁的受力性能,根据京沪高速铁路上的1座简支下承式板桁结合梁桥,设计制作了1个4节间下承式板桁结合梁模型,并分3个阶段10种荷载工况进行了模型试验,对主桁和纵梁的挠度,横梁的竖向、水平位移,纵、横梁、主桁各杆的应力,混凝土板上的应力、裂缝分布及宽度进行了分析,研究了混凝土板与主桁结点是否直接相连以及制动撑对结构的影响.试验结果表明:主桁的挠度和内力与按平面桁架计算的结果相比相差不大;在桥面系中,最大应力发生在横梁2上,混凝土的受力状态以竖向荷载作用下的弯曲为主;在竖向荷载作用下,制动撑的作用不大,但在水平荷载作用下,制动撑的作用明显;设计时可不考虑各种偏载的影响.     

钢筋混凝土板分层有限元非线性分析

对钢筋混凝土板分层有限元非线性分析方法进行了研究，将钢筋混凝土离散成矩形单元，并沿板厚方向再将板分割为五层，考虑混凝土在双向受力下的非线性性能，对四角铰支，跨中承受集中荷载的Ｇ．Ｍ．ＭｃＮｅｉｃｅ双向板进行了全过程计算。结果表明，计算的荷载－挠度曲线与试验结果比较吻合。     

钢筋混凝土双向受弯构件抗剪影响因素分析

基于对钢筋混凝土双向受弯构件抗剪机理的试验研究,应用灰色系统理论的关联度分析方法,对无腹筋钢筋混凝土双向受弯构件抗剪强度的影响因素进行关联度计算. 分析结果表明:在集中荷载作用下()31<相似文献   

接触爆炸载荷下波纹钢加固钢筋混凝土板毁伤特征分析

为探究波纹钢加固钢筋混凝土板的毁伤特征,设计了波纹钢加固钢筋混凝土靶板,开展了波纹钢加固钢筋混凝土板的接触爆炸实验,获得了构件典型的毁伤特性,论证了波纹钢加固钢筋混凝土板的抗爆性能.采用有限元软件LS-DYNA对比了等质量的波纹状混凝土板、等质量平板混凝土板、等质量平钢板混凝土板的破坏模式,研究了波纹钢加固钢筋混凝土板的抗接触爆炸性能,获得了波纹钢加固钢筋混凝土板在不同接触爆炸载荷下钢板的跨中位移变化规律,给出了在接触爆炸载荷作用下波纹钢加固钢筋混凝土板的薄弱方向. 基于量纲分析,建立了该波纹钢截面形状下波纹钢加固钢筋混凝土板的跨中位移关于炸药质量的工程经验公式.      

地基梁配筋设计方法研究

采用非线性钢筋混凝土有限单元法,同时考虑工作和钢筋混凝土的材料非线性特性,对较多地基梁算例进行了有限元计算,得出地基梁和位移随钢筋用量的变化规律,并根据该规律指出地基梁可不进行承载能力极限状态计算,钢筋用量由正常使用极限状态允许裂缝宽度来确定的概念,给出了地基梁裂缝宽度计算公式,形成了新的地基梁配筋设计方法.     

爆炸载荷作用下RC板的能量法优化设计

由能量法可知,钢筋混凝土(RC)板的抗力-位移(R-y)曲线下方面积代表板在爆炸荷载作用下可能吸收的能量.分析不同配筋率的R-y曲线下方面积,面积最大时的配筋率即可定义为相应设计的最佳配筋率.考患材料非线性及高应变率对混凝土和钢筋强度的影响,采用分层法迭代求解抗力-挠度(R-y)曲线.研究成果可供受爆炸荷载的RC板优化设计借鉴.     

锈蚀HRB500钢筋混凝土板抗弯性能试验研究

采用通电方式对配置HRB500级钢筋和普通钢筋的混凝土板进行加速锈蚀,并对锈蚀钢筋混凝土板进行抗弯承载力试验研究. 对比分析了不同锈蚀程度下钢筋混凝土板的破坏形态、抗弯承载能力、荷载-挠度曲线. 同时,通过试验研究了锈蚀钢筋受拉性能和黏结性能随锈蚀程度不同的变化规律. 考虑板内不同锈蚀程度的钢筋可能发生受拉屈服或黏结滑移破坏,提出锈蚀钢筋混凝土板抗弯承载力计算方法. 经过对比分析,试验结果与计算模型吻合良好,锈蚀板抗弯承载力计算值与试验值之比的平均值为1.019,标准差为0.081.     

钢筋混凝土板柱体系的承载力计算

集中力作用下钢筋砼板的承载力取决于板的抗弯强度与冲切强度。本文通过分析弯曲破坏与冲切破坏的机理及其相互影响，得到了：当ｕｆ_ｙ等于（ｕｆ_ｙ）￣０时，弯曲破坏与冲切破坏将同时发生；当ｕｆ_ｙ小于（ｕｆ_ｙ）０时，板的承载力取决于抗弯强度，增大配筋率能提高板的承载力。当ｕｆ_ｙ大于（ｕｆ_ｙ）０时，板的承载力取决于冲切强度，尽管配筋率小于ｕ_ｍａｘ，但配筋率的增大对板的承载力没有影响或影响不大。本文以表格形式提出了钢筋砼板承载力的耦合计算法，其特点是进行一次计算能同时满足抗弯强度与冲切强度的要求，为工程设计人员提供一种较简便的设计方法。     

钢筋混凝土板正截面疲劳性能试验研究

对土木工程结构中常遇的钢筋混凝土板的正截面疲劳性能进行了试验研究．根据１６ 块板的疲劳试验结果,分析了配筋率、疲劳循环次数和疲劳循环特征对钢筋混凝土板的疲劳裂缝宽度、变形和破坏形态及正截面耐疲劳能力的影响规律,提出了疲劳荷载作用下钢筋混凝土板正截面疲劳强度和裂缝宽度验算方法     

由表观损伤特征反演钢筋混凝土梁承载率神经网络模型

钢筋混凝土梁表观损伤特征与受弯承载率间存在着一定的对应关系,但这种关系极为复杂,很难用显式的数学函数表达.基于神经网络方法研究了表观损伤特征与受弯承载率之间的非线性映射关系,以裂缝宽度、裂缝相对高度、挠度、混凝土强度、配筋率、钢筋屈服强度、钢筋直径、钢筋粘结特性系数、保护层厚度为输入,以受弯承载率为输出,建立了由表观损伤特征反演钢筋混凝土梁受弯承载率的神经网络模型.网络仿真结果与试验值吻合较好,为检测评定在役钢筋混凝土梁的受弯承载率,进而评定其安全性提供了一种新方法和新思路.     

宽底板预应力混凝土桥梁横向应力分析

通过对预应力混凝土桥梁横向应力分析,发现对底板比较宽的箱形和槽形截面的预应力混凝土梁,其底板不但受到预应力作用,还要承受一定的横向弯矩,在横向没有预应力的情况下容易出现危害较大的纵向裂缝.但我国规范JTGD62—2004以及TB10002.3—2005对混凝土构件的横向应力并没有明确的规定,国外规范对此考虑的也不完全,但有借鉴之处.最后建议国内外规范对预应力混凝土构件的横向应力作出明确规定,保证桥梁的正常使用.