钢-混叠合板组合梁在连体结构工程中的应用

近年来钢 混凝土组合梁以其施工速度快、材料性能应用充分等特点在我国工程建设中得到了广泛的应用。跨度为 3 5m的T形钢 混凝土叠合板组合梁在清华科技园连体工程中得到了应用。与钢骨混凝土梁方案进行了比较 ,钢 混凝土叠合板组合梁比钢骨混凝土梁方案更加优越 ,非常适用于大跨横向承重结构。     

采用混杂纤维ECC的叠合板#br# 组合梁负弯矩受力性能试验研究

基于一种新型混杂纤维ECC材料研发一种钢 混凝土-ECC组合桥面结构,用于连续组合桥梁的负弯矩区以提升其抗裂性能,可代替其他复杂的工程措施。完成2根钢-混凝土-ECC叠合板组合梁和1根钢-混凝土叠合板组合梁的静力单调加载试验。通过对承载力、刚度与裂缝发展的分析,初步论证混杂纤维ECC用于钢-混凝土组合梁的可行性和优势。试验表明：在纵向受拉钢筋配筋率相等的情况下,采用ECC后浇层的叠合板组合梁在正常使用阶段的承载力略高于对比梁,刚度则高于对比梁且裂缝数量减少、宽度减小;在采用界面拉毛处理后,后浇ECC与混凝土之间的黏结性能良好,界面未出现滑移破坏。基于试验数据和规范方法,提出了含ECC构件的受弯裂缝宽度计算公式,公式计算值与相关试验吻合较好。     

十年百人

聂建国,中国工程院院士、结构工程专家清华大学学术委员会主任重要成果聂建国于1988年开始进行钢-混凝土叠合板组合楼盖的试验研究,包括简支混凝土叠合板和连续混凝土叠合板试验、简支钢-混凝土叠合板组合梁和连续混凝土叠合板组合梁试验。他发现在静载作用下预制混凝土板上表面的抗剪钢筋(现在的桁架筋)是多余的,不仅增加成本,而且不方便施工。     

十年百人

聂建国,中国工程院院士、结构工程专家清华大学学术委员会主任重要成果聂建国于1988年开始进行钢-混凝土叠合板组合楼盖的试验研究,包括简支混凝土叠合板和连续混凝土叠合板试验、简支钢-混凝土叠合板组合梁和连续混凝土叠合板组合梁试验。他发现在静载作用下预制混凝土板上表面的抗剪钢筋(现在的桁架筋)是多余的,不仅增加成本,而且不方便施工。     

基于栓钉剪坏叠合板组合梁疲劳性能试验研究

钢-混凝土组合梁在桥梁结构和吊车梁应用中的疲劳问题引起了人们的重视。通过对叠合板组合梁进行等幅荷载作用下的疲劳试验,对发生相同疲劳破坏形态的组合梁疲劳寿命采用双对数模型进行数据拟合,得到了发生栓钉剪坏疲劳破坏的叠合板组合梁的S-N曲线。结果表明：与欧洲钢结构协会(ECCS)规定十分接近,可用于组合桥梁的设计;叠合板组合梁与现浇板组合梁表现出了几乎相同的疲劳性能。     

钢-混凝土组合梁滑移性能的研究与展望

钢-混凝土组合梁的研究和应用近年来发展很快,其兼有钢结构与混凝土结构两者的优点。钢梁与混凝土板界面滑移对组合梁的承载力和抗弯性能有很大影响。它在一定程度上减小组合梁刚度,增大变形,影响构件性能。通过总结目前国内外对钢-混凝土组合梁滑移性能研究以及连接件的荷载-滑移曲线公式,对钢-混凝土组合梁的研究提出了问题并进行了展望。     

预应力钢-混凝土组合双向楼板空间受力的非线性有限元分析

预应力钢 -混凝土组合梁具有刚度大、承载力高、延性好等特点 ,因而得到越来越广泛的应用。如将组合梁在平面交叉组成双向楼板体系 ,预期可以进一步提高其刚度和承载力。为此 ,利用非线性有限元方法 ,对预应力钢 -混凝土组合单向楼板和双向楼板进行了空间受力全过程分析 ,并通过改变预应力筋配置进行了参数讨论。分析结果表明 ,相对于钢 -混凝土组合单向楼板 ,组合双向楼板的承载力可以提高 133% ,刚度可以提高 6 6 %。而施加预应力后 ,刚度和承载力还可以继续提高。钢 -混凝土组合双向楼板是一种非常有前途的结构形式     

钢-混凝土双面组合作用连续梁有限元分析与试验设计

钢-混凝土双面组合作用连续梁是一种新型组合梁,采用ABAQUS有限元软件以变参数的方式对其进行了有限元模拟,共开展了10个有限元模型的研究分析,并据此进行试验设计。模型的变化参数包括下部混凝土板的宽度、厚度和长度。分析结果表明:下部混凝土板厚度、长度和宽度均对组合梁刚度影响较大;对组合梁极限承载力影响较大的参数只有下部混凝土板厚度;与钢-混凝土单面组合作用连续梁相比,钢-混凝土双面组合作用连续梁在刚度和承载力方面有明显优势,具有较大的工程应用价值。     

腹板开洞压型钢板组合梁的非线性分析

钢-混凝土组合梁下通过的管道会导致建筑层高的增加而减小组合结构的优势。腹板开洞的钢-混凝土组合梁有效的减小了梁下所需的空间,从而在工程上解决了该问题。但是,洞口的存在影响了钢-混凝土组合梁的受力性能。文章利用ANSYS有限元软件对腹板开洞压型钢板组合梁进行了非线性分析,探讨了洞口处弯剪比对腹板开洞组合梁受力性能的影响。分析结果表明,洞口位置靠近加载点或者支座处都会削弱组合梁的承载力,而组合板对腹板开洞组合梁的抗剪承载力贡献很大,在计算中忽略的话是偏于保守的。     

新型钢-混凝土组合梁截面的探讨

根据目前钢-混凝土组合梁在材料利用率及使用性能的缺陷,提出一种新型的组合梁结构。新型钢-混凝土组合梁采用钢管混凝土代替传统的钢筋混凝土板作为承压结构。理论分析表明,新型组合梁不但节省混凝土的用量,而且结构的承载力及延性都有较大提高。截面另一个特点是在钢箱中部设置中隔板,内填混凝土,这将有助于提高截面的抗剪刚度及稳定性。     

对组合钢梁-预制空心板中栓钉连接件的性能分析

在钢-混凝土组合梁中,剪切连接件的机械作用使得纵向剪力转移到钢翼缘/混凝土板的接合处。这种转移能力取决于剪切连接件的强度和混凝土板抵抗由剪力高度集中所导致的纵向开裂的能力。大多数对组合结构的分析都集中在传统的钢筋混凝土和金属面板结构,而对预制空心板中栓钉的剪切能力研究很少。本文对带栓钉的预制空心板组合梁结构提出标准的推力试验方法。一共进行7组测试性试验,试验结果显示新方法符合钢筋混凝土楼板规范要求。在确定这个新的标准方法后,对栓钉进行了72个足尺推力试验,确定了该类型连接件的性能,通过分析试验结果,还指出了各类参数对连接件强度和延性的作用。本文还提出了这种剪力连接件的设计公式。     

Capacities of headed stud shear connectors in composite steel beams with precast hollowcore slabs

In steel-concrete composite beams, the longitudinal shear force is transferred across the steel flange/concrete slab interface by the mechanical action of the shear connectors. The ability of the shear connectors to transfer these longitudinal shear forces depends on their strength, and also on the resistance of the concrete slab against longitudinal cracking induced by the high concentration of shear force. Most of the research in composite construction has concentrated on the more traditional reinforced concrete and metal deck construction, and little information is given on shear capacity of the headed studs in precast hollowcore slabs. In this paper, a standard push test procedure for use with composite beams with precast hollowcore slabs is proposed. Seven exploratory push tests were carried out on headed studs in solid RC slabs to validate the testing procedures, and the results showed that the new test is compatible with the results specified in the codes of practice for solid RC slabs. Once a standard procedure is established, 72 full-scale push tests on headed studs in hollowcore slabs were performed to determine the capacities of the headed stud connectors in precast hollowcore slabs and the results of the experimental study are analysed and findings on the effect of all the parameters on connectors’ strength and ductility are presented. Newly proposed design equations for calculating the shear connectors’ capacity for this form of composite construction are also be given.     

陶粒混凝土-开孔薄壁钢梁组合楼板的受力性能研究

由腹板开孔且翼缘卷边的H形薄壁钢梁和陶粒混凝土预制板经后浇砂浆和抗剪键组装而成的组合楼板,具有轻质、高强、无需支模、装配化程度高等优势。为研究该类组合楼板的受力性能,对6组不同构造的两边简支组合楼板试件开展静载试验,分析抗剪键分布及薄壁钢壁厚的变化对组合楼板整体受力性能的影响。结果表明：对应等效均布荷载2kN/m2的组合楼板,中心挠度远小于L/500,能够承担的最大荷载值为13.25kN/m2;当混凝土严重开裂且板跨中最大挠度达到L/45时,组合楼板试件并未出现整体塌落;主钢梁上抗剪栓钉的增加,对提高组合楼板的极限荷载和整体刚度均不明显;边梁增设抗剪栓钉对组合楼板的屈服荷载及整体刚度均产生显著影响,当边梁设置与主梁同样的抗剪栓钉时,屈服荷载和整体刚度增幅分别为82.1%和35.6%。     

角钢支撑预制楼板加固施工措施探讨

汶川地震以后,利用预制楼板作为水平承重结构的建筑抗震性能和加固措施再次成为学者们研究的课题,目前对于预制楼板的抗震加固设计普遍采用的是钢板支撑预制楼板结合钢筋混凝土叠合板或者底部粘贴碳纤维布的加固方法。文章结合一中学校舍的加固设计方案,探讨了钢板支撑预制楼板加固施工中的措施,总结了施工中存在的问题和解决的一般措施。希望对钢板支撑预制楼板加固施工能起到一定的借鉴意义。     

预制带肋底板混凝土叠合板的技术特点及经济比较

对各类楼板进行了总结,分析了预制带肋底板混凝土叠合板的技术特点。分别采用预制带肋底板混凝土叠合板、现浇钢筋混凝土楼板和压型钢板组合楼板,设计了四边简支和四边固支的4.2m×6m的楼板,计算了工程量,然后按全国统一建筑工程基础定额分析造价。结果表明,预制带肋底板混凝土叠合板不但具有方便施工、节约模板和支撑、省工省时省料等突出优点,而且还具有明显的经济优势,适合在房屋建筑中大力推广应用。     

Strength and post‐yield behavior of T‐section steel encased by structural concrete

In this study, the seismic performance of unsymmetrical steel–concrete composite precast beams with T‐shaped steel section were numerically explored and validated by their earlier experimental investigation. This design is based on the proposed calibrated finite element model in which key damage parameters for the evaluation of the nonlinear, post‐yield behavior of the precast composite steel beams were identified. The proposed nonlinear finite‐element‐based numerical model uses various parameters, including the dilatation angle and concrete‐damaged plasticity, to simulate the nonlinear behavior of unsymmetrical composite precast beams with T‐section steel. Greater seismic capacity with greater ductility, contributing to a maximized structural capacity within the composite precast beams was introduced by the effective use of the 2 materials, steel and concrete, and shown by the nonlinear hysteretic investigation of unsymmetrical steel–concrete composite precast beams that was validated experimentally. The post‐yield structural capacity found via the numerical analysis agrees with experimental results when the concrete‐damaged plasticity of the plastic‐damaged seismic model for concrete and the von Mises criteria of the steel section were introduced into the finite element model. Practical design parameters and recommendations were eventually suggested by examining the influence of precast composite beams with unsymmetrical steel sections on the concrete degradations and damage evolution.     

适用于多层钢结构住宅体系的轻型叠合板楼盖结构的试验研究

为了提高多层钢结构住宅楼盖体系的力学性能和产业化水平,对一种与钢结构住宅体系相匹配的新型"预制配筋轻集料混凝土空心条板叠合板楼盖结构"进行1∶1模型施工和荷载试验,并通过有限元建模计算与试验结果进行对比分析.结果表明:此楼盖结构实际承载能力良好,具有很高的安全储备,且施工速度快,产业化程度高,有助于推动节能型多层钢结构...     

预制再生块体混凝土板-梁连接的受弯性能研究及其工程应用

为提高装配式混凝土结构中预制板、梁的现场施工效率,提出了带外伸齿条的预制板。开展了4个预制装配再生块体混凝土板-梁试件和2个整浇再生块体混凝土板-梁试件的受弯试验,考察了制作方式、板厚及外伸齿条数量对板-梁连接负弯矩区受弯行为的影响,并在某办公楼建筑中对该板-梁连接技术进行了试点应用。试验结果及工程实践表明：预制装配板-梁试件的最大裂缝出现位置与整浇板-梁试件不同;预制装配板-梁试件的极限荷载要高于整浇板-梁试件,但板端外伸齿条数量对极限荷载影响很小;相比于整浇板-梁试件,板厚增加对预制装配板-梁试件极限荷载的提高幅度偏小;与传统预制板、梁的现场拼装相比,带外伸齿条的预制板与预制梁拼装时无需板下临时支撑,可提高施工效率,节省施工成本。     

开孔薄壁钢梁-轻骨料混凝土装配式组合楼板受火试验研究

为研究由冷弯卷边H形开孔薄壁钢梁和预制轻骨料混凝土板形成的装配式组合楼板的受火性能,对6个两端简支组合楼板试件开展了高温下试验研究,得到了试件的温度及位移响应。研究结果表明：在等效均布荷载2.0 kN/m²及最高炉温为600℃的烃类火灾作用下,以轻骨料混凝土及腹板开孔薄壁钢梁形成装配式组合楼板具有良好的抗火性能,组合楼板的跨中挠度最大为L/44（L为组合楼板跨度）时,试件仍保持良好的整体性;主钢梁腹板开孔直径与分布形式对组合楼板的整体抗火性能均有显著影响,为减小组合楼板高温下的位移响应,对主钢梁腹板的开孔宜优选孔径大、数量少的分布形式;抗剪键数量对组合楼板抗火性能的响应影响远大于对预制板类型的影响。     

钢筋混凝土T型叠合梁静力性能试验研究

本文研究的钢筋混凝土T型叠合梁包括两种,其中叠合梁一由倒T型预制梁、预制板和现浇板组成,叠合梁二由矩形预制梁、预制板和现浇板组成。进行了两种叠合梁及现浇对比梁在单调荷载下的足尺模型试验,对叠合梁的破坏形态、预制梁与预制板之间和预制板与现浇板之间的滑移、截面整体工作性能、正截面受弯承载力与位移延性等进行了研究。研究表明:叠合梁与现浇梁均发生了弯曲破坏;在受力全过程中,叠合梁的截面应变分布满足平截面假定的要求;峰值荷载作用下,叠合梁中实测的预制梁与预制板之间和预制板与现浇板之间的滑移分别小于0.15mm和0.09mm,表明本文采取的叠合面抗剪构造措施是有效的;叠合梁的正截面受弯承载力较相应的现浇梁低4%～12%;3个试件都具有良好的延性特性,其位移延性系数均大于6.0,且叠合梁的位移延性较现浇梁的低1%～15%。研究结果表明,本文研究的两种钢筋混凝土T型叠合梁与现浇对比梁的总体性能均较为接近,均可满足工程设计要求。