防止预制楼板地面纵向裂缝的一点建议

预制楼板地面纵向裂缝的原因之一是收缩,包括灌缝细石混凝土的收缩、面层水泥砂浆或细石混凝土的收缩。灌缝细石混凝土收缩减弱了其和板侧面的结合,减小了该结合面上的抗剪强度。当外荷载作用在某一块板上时,这块板就会向下弯曲。当外荷载在板侧面产生的剪应力超过灌缝混凝土的抗剪强度时,外荷载就不能传递到相邻的板上去,两相邻板的挠度差使地面产生了纵向裂缝。水泥砂浆或细石混凝土面层在硬化过程中也会产生收缩。这个收缩因受楼板的约束而在面层中产生拉应力,当其超过地面的抗     

变截面钢桁腹混凝土组合梁-钢腹杆剪应力计算

基于弹性梁微元法,考虑混凝土顶底板对组合梁的抗剪贡献,在轴力、剪力及弯矩共同作用下,推导变截面钢桁腹-混凝土组合梁剪应力计算公式,并结合算例和有限元进行验证,对比分析在集中荷载作用下理论值与有限元值的相对误差,验证计算公式的适用性。研究结果表明：解析法和有限元法计算结果吻合良好,在变截面钢桁腹-混凝土组合梁剪应力计算中变截面效应的影响不可忽略。在集中荷载作用下,等截面梁与变截面梁等效钢腹板的承剪比最大差值约79.75%;从悬臂梁端部到根部,钢腹杆的剪应力在减小,钢腹杆的承剪比从81.48%降低至10.90%。     

考虑混凝土承剪和变截面效应的波纹钢腹板剪应力计算

传统的波纹钢腹板计算中,通常较保守地认为所有的竖向剪力均由外露于混凝土顶、底板部分的波纹钢腹板来承受,而忽略混凝土顶、底板参与抗剪的作用。但在变截面的波纹钢腹板梁桥中,特别是随着底板的加厚,这种忽略混凝土板参与抗剪的计算方法会使钢板剪应力值偏于保守,由此换算得到的水平抗剪连接件所需承受的水平剪力也相应偏大。本文基于材料力学公式,推导并介绍考虑混凝土顶、底板承剪后,变截面波纹钢腹板竖向剪应力和水平剪力的实用计算方法。     

钢与混凝土联合梁的强度及挠度计算

<正> 钢与混凝土联合梁除考虑恒载、外荷载以外,还要考虑混凝土徐变、收缩以及温度的影响。在钢与混凝土联合梁的强度及挠度计算中,视结构物的不同建造方法,可分一个或两个受力阶段进行,兹阐述如下。一、钢与混凝土联合梁的强度计算 (一)垂直荷载作用下的正应力计算钢与混凝土联合梁在垂直荷载作用下所产生的正应力,可按下列公式计算(公式中的符号,正号为拉应力;负号为压应力。要视联合截面中和轴位置而定)。按第一及第二两个受力阶段:     

配置高强竖向预应力筋混凝土梁抗剪性能试验研究

目前国内外有代表性的混凝土结构设计规范对配置三向预应力混凝土箱梁的抗剪设计均未考虑竖向预应力对梁抗剪承载能力的影响,并对梁内抗剪钢筋的抗拉设计强度取值进行了限制,是否合适值得重新审视。对4片配置高强竖向预应力筋混凝土工字梁的抗剪性能进行了试验研究,主要研究纵向和竖向预应力的施加对配置高强竖向预应力筋混凝土梁抗剪性能的影响以及试验梁剪切破坏时高强竖向预应力筋的强度发挥水平。结果表明:就所研究的情形而言,施加3.2MPa竖向预压应力可使梁斜截面开裂荷载提高约22%、临界斜裂缝倾角增加约17°、抗剪承载能力提高约30%。剪切破坏时,竖向预应力筋是否张拉对加载过程中抗剪钢筋的应变增量影响很小,未张拉的竖向抗剪钢筋内最大应力为713MPa,预张拉后,抗剪钢筋最大应力增量为709MPa,但叠加其初始张拉应力后其内最大应力可达1440MPa。对竖向抗剪钢筋进行张拉能使高强抗剪钢筋的强度得到较好发挥,但同时导致临界斜裂缝的倾角增大、水平投影长度减小。因此,与配置普通箍筋的混凝土梁抗剪设计相比,配置竖向高强预应力筋混凝土梁竖向抗剪钢筋的最小间距、最小配筋率及初始张拉应力均应特别考虑。     

钢筋陶粒混凝土梁斜截面抗剪强度的试验研究

陶粒混凝土抗拉强度低,收缩、徐变变形大.这对钢筋陶粒混凝土构件抗剪强度会产生不利的影响.本文通过对粉煤灰陶粒混凝土梁的试验研究及与普通钢筋混凝土梁的对比试验结果,提出了钢筋陶粒混凝土梁斜截面抗剪强度计算的建议公式及构造措施.     

钢-混凝土组合梁收缩徐变分析方法

钢-混凝土组合梁通过剪力连接件将钢梁和混凝土板连接在一起共同工作,其中钢材主要受拉应力,混凝土主要受压应力,能发挥两种材料各自的性能优势。对于钢-混凝土组合梁,混凝土板的收缩徐变导致结构的内力重分布。文中基于平截面假定推导出杆系单元下的组合梁混凝土收缩徐变效应的有限元分步计算公式;同时采用通用有限元软件ANSYS建立某试验梁的有限元模型,对试验梁进行收缩徐变效应计算,将ANSYS有限元计算结果与分步计算公式结果和实测数据对比分析。     

混凝土环收缩开裂试验研究及理论预测

为了揭示受约束混凝土内部的应力发展情况，以便更好地预测混凝土的开裂时间，本文在前人理论分析混凝土环收缩开裂的基础上，综合考虑了自由收缩、徐变、约束度和弹性模量等因素对混凝土环开裂的影响，推导出混凝土环应力公式。将混凝土环应力公式与最大抗拉应力破坏准则相结合，预测混凝土环开裂时间。预测得到的开裂时间与混凝土环约束试验的实测结果吻合良好。     

倒T型钢混凝土梁设计计算方法初探

利用钢骨混凝土梁的设计原理,在工字型钢骨混凝土梁计算理论的前提下,采用变形协调模型,推导了采用倒T型钢混凝土梁的正截面抗弯设计及斜截面抗剪设计,并通过具体的实例,对比倒T型钢梁与钢筋混凝土梁的总用钢量。表明倒T型钢混凝土梁受力较工字型钢混凝土梁及钢筋混凝土要好以及采用的理论公式的正确可行的,为组合结构设计提供参考。     

基于ABAQUS的转换层钢筋混凝土梁裂缝成因分析

依据实际工程,使用ABAQUS有限元软件对转换层钢筋混凝土梁进行了非线性数值模拟,分析了近支座处裂缝的成因。结果显示,在弯剪区段,混凝土单元的最大主拉应力、主压应力及最大剪应力均比较大,而且已经产生了一定的塑性变形,剪跨段混凝土单元在拉、剪复杂应力条件下产生开裂。     

薄壁U形钢板加固受火后钢筋混凝土梁受力性能研究

采用外套薄壁U形钢板、内灌无收缩灌浆料加固受火后钢筋混凝土梁,该加固技术能有效避免灌浆材料脱落,具有长效的加固功能。为验证该加固方法的有效性,进行了14根混凝土梁的静载试验,研究了U形钢板厚度和受火时间对加固RC梁受弯性能的影响,以及U形钢板厚度和剪跨比对加固RC梁受剪性能的影响。借鉴常温下组合梁承载力的计算方法,给出了薄壁U形钢板加固受火后RC梁受弯和受剪承载力的计算公式。结果表明：受火1.0、1.5h后混凝土梁的受弯承载力分别降低了9.4%、10.4%,剪跨比为1.74、2.58的混凝土梁受火1.5h后受剪承载力分别降低了19.5%、10.6%。薄壁U形钢板加固受火后RC梁的受弯、受剪承载力相比未受火RC梁分别提高了127.4%~151.7%、21.3%~56.7%。在薄壁U形钢板内侧和上翼缘焊接角钢形成的内隔环能保证薄壁U形钢板和混凝土共同工作,加固后试件可作为完全剪切连接的组合梁。加固试件发生受弯破坏时内隔环承受的纵向剪力较大,而发生受剪破坏时内隔环承受的纵向剪力较小。     

Full-scale long-term experiments of simply supported composite beams with solid slabs

This paper presents an experimental study aimed at the evaluation of the long-term behaviour of composite steel-concrete beams designed with partial shear connection formed by a steel joist and a solid concrete slab. Three full-scale simply supported beams with identical spans and cross-sections were prepared and tested. These specimens were designed as secondary beams of a typical composite flooring system based on Australian guidelines with the lowest permitted level of degree of shear connection of 0.5. They were cast simultaneously to enable comparisons with respect to pouring and loading conditions. One beam was cast un-propped and was kept unloaded for the whole duration of the long-term tests to measure shrinkage effects. The remaining two beams, cast under un-propped and propped conditions, respectively, were subjected to a sustained uniformly distributed load. Standard short-term and long-term tests were carried out to obtain the relevant material properties of both the steel and the concrete. Short-term and long-term push-out tests were carried out to obtain information on the response of the shear connectors. The experimental results were modelled by means of the finite element method. The time-dependent behaviour was depicted using a step-by-step procedure, while the steel joist and reinforcement were assumed to remain linear elastic. Two constitutive relationships were adopted for the shear connection, i.e., a linear-elastic one, and a new time-dependent one, to account for the long-term effects produced in the complex stress state of the concrete surrounding the shear connectors. The latter representation is intended to fall within the framework of simplified approaches suitable for design applications. Considerations of the accuracy of the numerical predictions are presented based on the two shear connection models.     

Nonlinear finite element analysis of concrete filled steel plate composite coupling beams: force and deformation mechanics

在外包钢板-混凝土组合连梁试验研究的基础上,对组合连梁试件和不同参数取值的补充模型进行了非线性有限元分析。有限元分析得到的滞回曲线与试验曲线吻合良好,能较好地模拟组合连梁的受力行为。通过应力分析,发现内填混凝土的工作机制类似于斜压杆,其压力沿着连梁对角线方向从一端的受压侧传递到另一端的受压侧。外包钢板承担的剪力比例和弯矩比例的范围分别为0.36~0.76和0.57~0.82;混凝土的剪力与轴压力之比和连梁的高跨比近似相等。连梁的侧向位移由节点区变形引起的梁端转角、连梁的弯曲变形与剪切变形产生;在常用的跨高比范围内,剪切变形产生的侧向位移在总位移中占有较大比例,且受跨高比的影响很大。     

Nonlinear analysis of composite beams with concrete-encased steel truss

Composite beams constituted by a concrete-encased steel truss welded to a continuous steel plate are analyzed using a nonlinear finite element formulation based on Newmark's classical model. The web member of the steel truss is made by deformed or structural steel rebars and behaves like a deformable shear connection. In order to avoid slip locking, finite elements based on second-order interpolation of longitudinal displacements and flexural rotations are employed. Simply supported composite beams subjected to a uniformly distributed transverse load are considered. The bending capacity is evaluated for short up to long spans, taking the nonlinear behavior of concrete, steel and shear connection into account. The effects of the shear connection ductility are put in evidence, showing that, for short spans, the interfacial stress transfer resulting from the yielding of connection may be penalizing. In fact, the high slip gradient arising in sections near the supports may lead to a premature concrete failure. In this case, the exact solution to the linear elastic problem for steel–concrete composite beams can be used for design purposes.     

洞口形状对腹板开洞钢-混凝土组合梁的受力性能影响分析

通过研究洞口形状对腹板开洞钢-混凝土组合梁受力的影响,选择合适的洞口形状以降低开洞造成的不利影响;在已有试验基础上,利用ANSYS对洞口设置在弯剪区段且洞口形状不同的组合梁进行力学性能分析,研究了洞口形状对承载力、变形能力以及内力重分布和传力机制的影响。结果表明：钢-混凝土组合梁腹板开洞会导致刚度、极限承载力下降;非正方形洞口组合梁因洞口形状不同,极限变形有不同程度增强;洞口形状会影响洞口处混凝土、钢梁承担的剪力比例,混凝土占总剪力的46%～59%,而钢梁占总剪力的41%～54%;极限变形与洞口处塑性铰的面积大小有关;栓钉会对周围的混凝土产生一定预压力,对混凝土应力重分布有影响,洞口处混凝土的剪力有明显的剪力差,洞口下方钢梁所承受的剪力大于洞口上方钢梁;洞口形状会影响组合梁内部传力机制,长方形、正方形洞口试件在洞口区域以次弯矩传递力,非长方形、正方形洞口试件在洞口区域以主弯矩传递力;在结构设计时应该考虑洞口位置的偏心、主应力方向与洞口边缘的夹角。     

考虑收缩徐变影响的两跨钢-混凝土连续组合梁长期性能预测方法

为量化混凝土翼板收缩徐变对多跨钢-混凝土连续组合梁长期性能的影响,提出相应的预测方法,基于现有两跨连续组合梁长期试验结果对典型的组合梁设计方法进行适用性评述; 在此基础上,基于龄期调整的有效模量法并考虑混凝土的收缩徐变、开裂及组合梁界面相对滑移的综合影响,提出两跨连续组合梁长期中支座弯矩与跨中挠度的计算公式,并采用长期试验结果验证预测方法的可靠性; 进一步对比不同混凝土翼板类型(收缩徐变分布模型)对组合梁长期性能的影响。结果表明:采用龄期调整的有效模量法模拟混凝土徐变特征,考虑收缩产生的附加弯矩,采用折减刚度考虑混凝土开裂与界面滑移的影响,提出的两跨连续组合梁长期性能计算公式,可有效预测组合梁长期中支座弯矩分布与跨中挠度,计算结果与试验结果最大相差25.3%; 混凝土的收缩变形对组合梁长期性能影响显著,当不考虑混凝土收缩变形时,组合梁中支座弯矩与跨中挠度仅分别为试验值的41.1%和60.6%; 组合梁长期性能设计时,应根据楼板类型采用不同的收缩徐变模型,针对钢筋混凝土楼板采用均匀收缩、均匀徐变模型,针对组合楼板采用非均匀收缩、非均匀徐变模型。     

Simplified nonlinear simulation of steel–concrete composite beams

A computationally efficient macro-model approach is proposed for investigating the nonlinear response of steel–concrete composite beams. The methodology accounts for material nonlinearity and interface slip between the concrete slab and the steel beam. The validity of the technique is evaluated through comparison of the macro-model-based simulations with results obtained from experimental testing of composite beams. Four full scale composite beams are tested under monotonic positive and negative bending. The results show that the proposed macro-element-model can capture the essential characteristics of the nonlinear load–deformation response of composite beams. Such an approach is a compromise between simplicity and accuracy and a viable alternative to detailed finite elements analysis. Additionally, a parametric study, including the compressive strength of slab concrete, the yield strength of the steel flanges and web, and the shear connection degree, of the steel–concrete composite beams subjected to positive moment is conducted utilizing the numerical macro-model proposed. The slips and their influences on the behaviors of composite beams during loading process have been analyzed.     

活性粉末混凝土叠合梁的收缩性能

为改善活性粉末混凝土(RPC)材料的收缩性能,在RPC配合比基础上掺入碎石,设计了10片改进RPC-普通混凝土(NC)叠合梁、1片纯NC梁和2个改进RPC收缩试块.采用振弦式应变计和应力计分别测量了包含蒸汽养护阶段在内的改进RPC-NC叠合梁跨中截面混凝土的收缩应变及梁底纵向钢筋的收缩应力,同时与纯NC梁的收缩应变量进行了对比分析.结果表明:改进RPC材料的收缩应变量仅为650×10~(-6)~660×10~(-6);纵向钢筋配筋率、RPC高度、上部NC等级等因素对叠合梁跨中截面混凝土的收缩发展具有重要影响;由RPCNC叠合梁收缩引起的梁底纵向钢筋应力为40~63MPa,而由纯NC梁收缩引起的梁底钢筋应力为40MPa左右;改进RPC材料的收缩应变量仅为同条件下原RPC收缩应变量的37%,说明碎石的掺入可使RPC收缩应变量大大减小,同时也降低了RPC的造价,有利于RPC材料在工程中的推广应用.     

钢-混凝土组合梁体外预应力筋极限应力研究

对国内外有关钢 混凝土组合梁体外预应力筋极限应力的研究成果进行了较为系统的综述。根据近期完成的 4根体外预应力钢 混凝土组合梁单调全过程试验 ,提出了体外预应力筋预应力损失的设计建议。基于虚功原理和变形协调条件分别推导了体外预应力筋弹性增量和极限应力的计算公式 ,在此基础上建立了体外预应力钢 混凝土组合梁抗弯承载力的计算公式 ,并编制了计算程序 ,程序计算值与试验结果吻合良好