预制带肋钢筋桁架叠合板的试验与有限元分析

目的针对现有叠合板的不足,研制出了一种新型预制带肋钢筋桁架叠合板.方法通过对3块预制带肋钢筋桁架叠合板和1块预制钢筋桁架叠合板进行三分点静力加载试验,并利用有限元软件对4个试件的施工阶段、使用阶段进行模拟计算,研究在使用阶段荷载下该新型叠合板的受力特征、裂缝开展规律、破坏形态和在施工阶段预制底板的受力性能.结果有限元模拟结果与试验结果基本吻合,该种板型叠合板具有良好的抗裂、抗剪性能,刚度和承载力也满足规范要求.结论施工阶段预制底板的版型对挠度的影响较大,该种板型可以解决预制底板在施工阶段挠度过大的问题.带肋钢筋桁架叠合板兼具现浇板整体性好和预制装配式叠合板施工速度快的优点,可以达到节约钢筋、降低板厚的目的.     

高效预应力叠合板的试验研究

针对预应力叠合板工程应用中两方面的问题进行了研究：一方面通过增设钢筋桁架增加叠合前预应力薄板的刚度和承载力以增加其适用跨度;另一方面通过钢筋桁架提高预应力薄板和后浇混凝土交接面的抗剪承载力,并利用空心成孔管减轻叠合板自重。首先通过理论分析提出了新型叠合板在叠合前的刚度和承载力计算公式,通过足尺模型试验验证了钢筋桁架提高预应力薄板刚度和承载力的效果,并初步验证了理论分析所得刚度和承载力公式的可靠性。     

基于性能设计的叠合板刚度试验研究

通过对基于性能设计的叠合板和传统叠合板的静力进行对比试验,研究了基于性能设计的叠合板的刚度。试验表明,该类叠合板的刚度大于传统叠合板,多功能限位器的设置加强了叠合板的整体受力性能,提高了其刚度,并验证了拼缝构造措施的合理性。     

新型角钢连接的钢-叠合板组合梁在负弯矩下的受力性能

为研究装配式钢筋桁架叠合板组合梁在负弯矩荷载下的受力性能,同时考虑传统预制底板出筋的形式给运输和现场施工带来的不便和安全隐患,提出一种预埋新型角钢连接件形式的钢-叠合板组合梁,采用反向静力加载试验,对比分析了预埋新型角钢连接件形式和传统预制底板出筋形式钢-叠合板组合梁的裂缝发展、破坏模式、界面滑移规律、加载点沿截面高度的应变以及跨中截面与1/4跨处的荷载-挠度变化,并根据不同计算方法的结果提出计算钢-叠合板组合梁裂前刚度的适用方法,同时采用ABAQUS有限元软件分析了不同叠合板纵向配筋率和新型角钢连接件尺寸对钢-叠合板组合梁受力性能的影响。结果表明：预埋新型角钢连接件的叠合板组合梁与传统预制底板出筋形式的叠合板组合梁的破坏形式基本相似,都发生了弯曲-纵向剪裂的破坏;抗弯承载力两者基本相同,但新型叠合板组合梁抗弯刚度要大于传统预制底板出筋形式的叠合板组合梁,且协同变形能力也更优;叠合板的纵向配筋率和新型角钢连接件的尺寸对钢-叠合板组合梁的受力性能均有影响,提高纵向配筋率以及新型角钢连接件的长度可提升钢-叠合板组合梁的承载力和刚度,而新型角钢连接件的高度对钢-叠合板组合梁无明显影响;通过不...     

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。     

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.     

叠合板计算与分析

分析了叠合板的2个问题,提出用钢筋桁架来解决这2个问题的方法,并用ANSYS程序分别对新型叠合板和普通叠合板进行了分析,比较了计算效果。     

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。     

内藏桁架的混凝土组合低剪力墙试验

提出了内藏桁架(包括钢桁架、钢筋桁架及钢钢筋组合桁架)混凝土组合剪力墙,该新型组合剪力墙包含2种组合:不同受力体系,桁架与剪力墙的组合;不同材料,型钢与混凝土的组合,形成了双重组合剪力墙.进行了6个1/3缩尺的剪力墙的抗震性能试验研究,包括普通混凝土剪力墙、内藏钢框架混凝土剪力墙、内藏钢筋桁架混凝土剪力墙、内藏钢框架钢筋桁架混凝土剪力墙、内藏钢桁架混凝土剪力墙及内藏钢钢筋组合桁架混凝土剪力墙.在试验研究基础上,对比分析了各剪力墙的刚度及其衰减过程、承载力、延性、滞回特性、能耗及破坏特征.试验表明,内藏钢框架及内藏不同材料桁架混凝土剪力墙的抗震性能比普通混凝土剪力墙明显提高.建立了内藏桁架混凝土剪力墙的承载力计算模型,计算结果与实测结果符合较好.提出了该新型剪力墙抗震设计的建议.     

装配式钢筋混凝土部分叠合板受力性能试验研究

通过对5块新型装配式钢筋混凝土部分叠合板进行受力性能的试验,对各试件从开裂、屈服到极限承载3个阶段的破坏形态、裂缝分布以及挠度变形进行研究.结果表明:新型装配式钢筋混凝土部分叠合板结构受力性能良好,具有二阶段受力特征.先简支后连续,跨中部分不叠合,仅支座1/4范围叠合,缓减了全叠合板的跨中应力超前现象,提高了板结构刚度...     

钢筋桁架组合楼板刚度影响因素的试验研究

钢筋桁架组合楼板是一种新型组合楼板,在使用阶段,钢筋桁架、底部钢板和混凝土楼板形成了一个整体,共同承受使用荷载。文章设计了5块足尺钢筋桁架混凝土楼板试件的静力加载试验,得到了使用阶段不同设计参数的单向板构件的破坏形式和不同荷载下的变形,分析试验结果可知,底部钢板对钢筋桁架组合楼板受力性能和刚度的影响不可忽略,此外钢筋桁架高度也是主要影响因素。     

预应力带肋板与叠合板抗弯性能试验

目的研究预应力带肋板和预应力带肋叠合板的抗弯受力性能,为在实际工程中的应用以及数值模拟分析提供参考依据.方法采用自行设计的预应力带肋板与叠合板,分别对预应力带肋板与预应力带肋叠合板进行均布加载试验,并采用ABAQUS软件进行模拟与试验数据对比,通过试验数据、试验现象分析力学性能.结果净跨4 640 mm的预应力(肋宽:120 mm、肋高:70 mm)带肋板在预应力度λ=0.47,施工荷载2 k Pa作用时,施工期间不需要加设支撑,可以满足承载力、挠度和变形要求;预应力带肋叠合板的最大跨度通过计算可以达到5 100 mm.预应力带肋叠合板的挠度、裂缝在达到使用荷载时均满足要求.预应力带肋叠合板的结合面没有出现起皮、错层现象.结论新型的预应力带肋叠合板具有制作工序简单、整体性能良好的优点,且板上所凸起的肋取代了常见叠合板结构中的桁架筋,既节约了大量钢筋,又能够满足施工过程中的吊装要求.     

带格构钢筋混凝土叠合板的数值模拟与格构钢筋作用分析

文章通过比较叠合板拼接构造试验的数值模拟计算结果与实验数据,验证了该有限元模型的可靠性;通过一个双向板算例,分析了格构钢筋在叠合板受力过程中起到的作用。结果表明:采用界面单元和脱层分析来模拟叠合板是可行的,计算结果与试验结果拟合良好;格构钢筋对于叠合板在正常使用状态下的承载力有明显提高,且板的延性有所增加。     

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.     

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...     

拼装式混凝土双向叠合楼板承载性能试验研究

针对目前叠合双向板预制层构件尺寸过大时吊装及运输过程较困难的问题,提出一种新型拼装式混凝土双向叠合楼板.为研究此拼装式叠合板的承载性能,首先对其进行弹性范围内的均布堆载试验,然后再对此板和一单向叠合板进行集中荷载下的破坏性对比试验.主要分析内容为挠度、钢筋应变、混凝土应变随荷载变化的规律及裂缝开展情况.均布荷载试验表明,此拼装式叠合板具有较高的承载能力;集中荷载破坏性对比试验结果表明,此拼装式钢筋混凝土叠合板具有明显的双向受力性能优势.说明此类拼装式叠合板具有良好的承载性能,又方便吊装运输,是一种值得推广的新型楼板.     

自密实混凝土及其在叠合剪力墙中的应用

通过试验研究了原材料对自密实混凝土(SCC)工作性能的影响,并将配制出的SCC应用于叠合剪力墙。为了研究现浇SCC的叠合剪力墙抗震性能,进行了2片现浇SCC与2片现浇普通混凝土墙体低周反复试验,并将结果进行了对比分析。研究显示:采用免振捣SCC,浇筑过程中预制墙体与桁架钢筋连接良好且未发生偏位,墙体表面未出现裂缝;现浇普通混凝土与SCC的叠合剪力墙破坏形态相似,两者滞回曲线、耗能能力及刚度退化趋势等抗震性能指标接近;现浇SCC叠合剪力墙延性系数高于现浇普通混凝土叠合剪力墙。     

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.     

基于某装配式项目的异形叠合板设计拆分与应用分析

通过对桁架钢筋混凝土叠合板在设计拆分阶段和使用阶段的性能进行研究,提出了基于桁架钢筋的异形机电一体化叠合板的合理设计方案,有效提高叠合底板的整体刚度,进而提高叠合底板的开裂荷载,降低挠度极值;在此基础上,分析了桁架钢筋混凝土各类叠合板在设计、生产、施工、使用全过程的性能的影响,为深入理解装配式建筑的叠合板拆分与应用提供了相关实践经验与技术支持,并为准确设计和理论评估此类结构形式奠定了基础,提供了思路。     

无支撑桁架钢筋混凝土叠合板设计

针对无支撑桁架钢筋混凝土叠合板的构造要求和受力特性,归纳其刚度计算公式,详细说明桁架板在施工和使用阶段验算方法,新增桁架板规格,并给出选用表格。