肋筋模板钢-混凝土组合板承载力的试验研究

针对一种新型的组合板———肋筋模板钢 -混凝土组合板 (以下简称肋筋模板组合板 ) ,进行了 39块板的试验研究。分析了这种组合板在施工阶段的承载能力、稳定性及破坏形式 ,以及在使用阶段不考虑底模作用时的荷载 -变形关系、钢材和混凝土的应变和裂缝的发展等。试验结果表明 :肋筋模板组合板在施工阶段具有良好的稳定性 ,在使用阶段具有较高的承载力和良好的延性 ,即肋筋模板组合板具有较好的工作性能。     

肋筋模板钢－混凝土组合板

哈尔滨建筑大学博士生毛小勇等人在压型钢板研究成果的基础上提出了一种新型的组合板形式,即肋筋模板钢－混凝土组合板。其构造是将受力钢筋与薄钢板预先组合成构件当作模板,在施工阶段承受施工荷载,在正常使用阶段与后浇筑混凝土形成钢骨混凝土受弯构件。这种构件除了具有压型钢板组合板的优点外,还具有如下优点：采用平板作底模,可减小板的厚度,从而减小施工荷载;在设计中可方便地将次梁做成组合梁,亦可将板做成双向板;肋筋与混凝土粘结良好,可减少抗剪连接件的数量;平板底模的耐火、防腐构造更好处理;平板底模具有较好的稳定性,更适合某些特殊条件下的施工。     

标准升温下钢-混凝土组合板的抗火性能

应用有限元和有限差分相结合的方法,计算压型钢板组合板和肋筋模板组合板的温度场,并与试验结果进行比较。采用数值方法计算组合板的耐火极限,同时分析有关的影响参数。结果表明:由于混凝土的吸热作用,组合板的耐火性能要优于无保护的钢构件;组合板的耐火极限随着板厚和混凝土强度的提高而提高,随着含钢率的增加而降低。最后本文计算了组合板的耐火保护层厚度,给出了耐火简化计算公式,有关结果可供工程实际参考。     

带型钢加劲肋的钢板-混凝土组合板的力学性能

基于临时应急和长期使用相结合的特殊需要,提出了带型钢加劲肋的钢板-混凝土组合板这一新型组合板,型钢加劲肋分别采用工字钢、矩形钢管和由工字钢剖分而成的T字钢三种形式。以加劲肋形式、组合板厚度和栓钉布置为参数,进行了9块组合板的力学性能试验。试验结果表明,通过适当地选择型钢加劲肋形式,合理地布置栓钉和确定混凝土厚度,可以保证带肋钢板和混凝土组合作用的发挥。组合板的正截面承载力可按基于修正平截面假定的极限状态计算;组合板的跨中挠度,可在按现行规范计算的基础上,加上考虑界面滑移影响的附加变形值予以修正。计算值与试验值吻合较好。     

秸秆轻骨料混凝土免拆模密肋叠合楼板施工技术

采用预制玉米秸秆轻骨料混凝土板作为楼板底模,在底模及肋梁部位绑扎钢筋并浇筑混凝土,形成钢筋混凝土密肋叠合楼板。拆除肋梁及楼板底模支撑系统后,施工时作为现浇楼板底模的预制玉米秸秆轻骨料混凝土板,与现浇肋梁及现浇叠合板形成整体,永久嵌固在楼板与肋梁间并协同工作。工程实践表明,秸秆轻骨料混凝土免拆模密肋叠合楼板施工成本低、施工工艺简单,具有良好承载性能和节能、隔声效果。     

板肋形式对预制带肋底板混凝土叠合板受弯性能的影响研究

为研究板肋形式对预制带肋底板混凝土叠合板受弯性能的影响,设计并制作2种不同板肋构造形式的预制带肋底板,即矩形肋底板与T形肋底板。对1块矩形肋底板叠合板、1块T形肋底板叠合板以及1块整浇板进行受弯性能静载对比试验,得到了其破坏形态、 荷载-跨中预应力筋应变曲线、荷载 跨中板顶面混凝土压应变曲线以及荷载 跨中挠度曲线,分析其破坏机理、变形特征以及裂缝分布规律。研究结果表明,3种不同板肋构造形式的试件在静力荷载作用下表现出相同的受力性能,增设板肋的叠合板能达到与整浇板相同的受弯能力。提出了预制带肋底板混凝土叠合板的开裂弯矩和极限弯矩计算式,计算值与试验值吻合较好。     

清江跨线双线特大桥桥墩模板受力分析

对渝利铁路清江跨线双线特大桥桥墩模板受力做了详细检算,具体包括平面模板中的面板、竖肋、大横肋以及对拉螺杆计算,侧面圆弧模板中的面板、横向背筋计算。根据计算结果,模板各构件规格在选材时既保证使用安全,又能最大程度降低施工成本,经济效益可观。     

穿筋压型钢板-混凝土组合板受弯性能研究

为研究穿筋压型钢板-混凝土组合板的受弯性能,对穿筋压型钢板-混凝土组合板试件和无穿筋组合板对比试件进行了静力试验。基于试验数据验证了相应的有限元模型,对穿筋的位置和间距进行了参数分析。提出了穿筋组合板的短期刚度计算式。研究结果表明:穿筋压型钢板-混凝土组合板结构形式可靠,可以有效改善组合板弱边方向的受弯能力,应简化为双向板进行设计,采用所提短期刚度公式,计算该类组合板的挠度值与实测值偏差较小。相同条件下的穿筋组合板相对于无穿筋组合板峰值荷载提高43%,刚度提高114%;相对于焊筋组合板峰值荷载提高9%,刚度提高40%。且穿筋组合板开裂荷载更高,加载过程中裂缝开展缓慢;横穿钢筋的数量从3增大到7时,穿筋组合板峰值荷载提高14.5%,刚度提高23.3%;穿筋距离从5 mm变化到45 mm时,穿筋组合板峰值荷载减小11.7%,刚度降低12%。     

Flexural behavior of profiled steel sheet-concrete composite slabs with crossing steel bars

为研究穿筋压型钢板-混凝土组合板的受弯性能,对穿筋压型钢板-混凝土组合板试件和无穿筋组合板对比试件进行了静力试验。基于试验数据验证了相应的有限元模型,对穿筋的位置和间距进行了参数分析。提出了穿筋组合板的短期刚度计算式。研究结果表明：穿筋压型钢板-混凝土组合板结构形式可靠,可以有效改善组合板弱边方向的受弯能力,应简化为双向板进行设计,采用所提短期刚度公式,计算该类组合板的挠度值与实测值偏差较小。相同条件下的穿筋组合板相对于无穿筋组合板峰值荷载提高43%,刚度提高114%;相对于焊筋组合板峰值荷载提高9%,刚度提高40%。且穿筋组合板开裂荷载更高,加载过程中裂缝开展缓慢;横穿钢筋的数量从3增大到7时,穿筋组合板峰值荷载提高14.5%,刚度提高23.3%;穿筋距离从5mm变化到45mm时,穿筋组合板峰值荷载减小11.7%,刚度降低12%。     

考虑箍筋和横肋影响的现浇圆筒芯空心楼盖受剪性能试验研究

为研究现浇圆筒芯空心楼盖的受弯和受剪性能,进行了2组共6个试件的试验。通过荷载-挠度曲线的比较,研究了截面空心率和横肋对空心板弯曲性能的影响。根据实测板端受剪承载力的对比和实测箍筋应变的分析,研究了横肋对横孔板受剪承载力的影响,以及顺筒肋箍筋对顺孔板和横孔板受剪承载力的不同作用机理。研究表明,横肋有助于改善横孔板的弯曲性能,当截面空心率低于45%时横孔板与相应顺孔板的受弯性能基本相同。横肋弥补了通孔横孔板在剪力传递机理上的缺陷,能显著提高横孔板的受剪承载力。顺筒肋中的箍筋对横孔板的受剪承载力贡献极小,可忽略不计。同时依据试验结果,提出了考虑箍筋和横肋影响的受剪承载力计算方法。     

压型钢板-竹胶板组合楼板的力学性能试验研究

为拓宽竹材的应用范围,实现建筑结构构件材料和形式的多样化,本文在阐述竹材的构造和力学性能以及竹材改性产品的基础上提出了一种新型的组合楼板──将竹胶板与压型钢板用结构胶粘结成为压型钢板-竹胶板组合楼板,并针对这一新型组合楼板进行了试验研究及理论分析。以竹胶板厚度、芯部压型钢板厚度及组合楼板跨度为参数进行了6块组合楼板的力学性能试验。结果表明,压型钢板-竹胶板组合楼板的整体工作性能优良,竹胶板与钢板之间具有很好的组合效应,能够提供较高的承载力和刚度,其力学性能可以满足作为建筑楼板的需要。根据组合楼板在正常使用阶段的变形范围内呈现出理想弹性性能的试验结果,提出了组合楼板抗弯刚度的计算方法;根据破坏阶段的应力状态提出了组合楼板极限受弯承载力计算方法,据此计算的组合楼板跨中挠度及受弯承载力的计算值与试验值吻合较好。     

钢板-混凝土组合板受弯性能试验研究

以钢板代替受力钢筋,通过栓钉将外侧钢板与内部混凝土板相连,二者共同作用形成钢板-混凝土组合板。根据钢板布置形式的不同,可将钢板-混凝土组合板分为单面钢板-混凝土组合板（SSC）和双面钢板-混凝土组合板（DSC）。通过对4个SSC试件和3个DSC试件的受弯试验研究,分析了不同钢板厚度、抗剪连接程度以及构造钢筋配置对组合板受弯性能和破坏形态的影响。试验结果表明,按完全抗剪连接设计的试件破坏形态与适筋梁相似,具有良好的受弯承载能力和延性;当受拉区钢板采用部分抗剪连接设计时,剪跨区栓钉易剪断导致承载力明显降低;当受压区钢板采用部分抗剪连接设计时,顶层钢板易发生局部屈曲,导致试件承载力和延性有所降低。基于试验结果,给出了钢板-混凝土组合板的受弯承载力计算式,计算值与试验值吻合较好。     

钢筋钢纤维增强混凝土板冲切性能试验研究

对13块无腹筋简支整浇钢筋钢纤维高强混凝土双向板进行试验,分析混凝土强度、钢纤维体积率和钢纤维掺加范围对板冲切性能的影响。试验结果表明:钢纤维的掺入对钢筋高强混凝土板的冲切性能的改善比较显著。随着钢纤维掺加范围的增加,局部钢纤维高强混凝土板冲切极限承载力和韧性呈线性提高,但掺加范围增大到2倍板厚时,再继续增加掺加范围冲切性能基本不再变化,可以通过该措施来减少钢纤维用量。     

钢筋局部钢纤维高强混凝土板冲切挠度计算

根据钢筋局部钢纤维高强混凝土冲切板的试验结果,讨论了钢纤维体积率、钢纤维掺加范围和混凝土强度对试验板冲切变形的影响,建立了试验板开裂荷载及荷载—挠度曲线上升段挠度计算公式,并进行了数值计算.结果表明,钢纤维的掺入对钢筋高强混凝土板冲切变形性能的改善比较显著;试验板挠度计算值与试验值吻合较好.     

收缩对混凝土组合板长期应力与变形的影响

混凝土板和钢面板组合而成的单向板常作为永久模板在建筑结构中得到广泛应用。钢面板在浇筑混凝土时作为模板,待混凝土凝固后作为外部加固构件。这类板的使用性能具有时间依赖性,目前对其研究较少,在计算长期变形时为结构工程师提供的指导也较少。众所周知,板底部的不透水钢面板对沿组合板板厚分布的混凝土干燥收缩特性有着重要影响,但该影响尚未被量化。通过试验测定了沿组合板板厚非均匀分布的收缩特性,考虑了该结果对这类板长期变形的影响。组合板的应力与变形随时间变化而变化,该文描述了确定组合板应力和变形的分析过程,通过所测量的收缩特性,给出几种常见板型的分析结果。     

闭口型压型钢板-混凝土组合板疲劳性能试验研究

为研究闭口型压型钢板-混凝土组合板的疲劳性能,完成14块闭口型压型钢板-混凝土组合板的疲劳试验研究。试验主要考察组合板端部栓钉布置、组合板板厚、疲劳荷载水平及组合板加载剪跨比等4个主要因素对组合板疲劳破坏模式及疲劳损伤程度的影响。试验过程中对组合板在各个关键阶段的动挠度、动滑移、压型钢板及混凝土应变、组合板残余挠度及组合板剩余承载能力等参数进行测量和分析。在试验研究基础上,根据组合板疲劳破坏形态及损伤发展情况,着重对组合板的疲劳性能进行较全面研究,初步提出组合板疲劳性能水平评估方法及组合板疲劳设计建议。试验研究结果表明,无栓钉组合板的疲劳性能明显差于带栓钉组合板,布置栓钉可大大提高组合板疲劳性能;无栓钉组合板的设计疲劳荷载上限可以取为40%的静力极限荷载,而带栓钉组合板的设计疲劳荷载上限可以取为60%的静力极限荷载。研究结果为闭口型压型钢板-混凝土组合板疲劳设计计算提供有利依据。     

薄壁钢梁-陶粒混凝土装配式组合楼板受火后受力性能研究

由冷弯薄壁钢梁和陶粒混凝土预制板组成的装配式组合楼板具有轻质、高强和施工方便等优点。为研究该类组合楼板的抗火性能及高温后的受力性能,对6块遭受温度为700℃、持续90min烃类火灾升温作用的简支组合楼板试件进行受火后受力性能试验研究。结果表明：当施加的等效均布荷载达到2kN/m²时,受火作用后的组合楼板试件最大挠度小于跨度的1/400,且在加载过程中薄壁钢梁虽已明显扭曲、混凝土板多处开裂,但组合楼板试件未出现整体坍落现象;以普通栓钉为抗剪键的受火后组合楼板试件,其极限荷载比薄壁钢抗剪键组合楼板试件的提高14.2%;当用钢量相同时,主梁数量较多的组合楼板试件采用U形钢筋作为拉结件,其火灾后极限荷载比采用钢条拉结件的组合楼板试件的增加33%,且整体刚度也有所提高;该类组合楼板在受火后仍具有较高承载能力和整体刚度,且抗剪键类型、预制板之间设置的拉结件以及拉结件与抗剪键的连接方式均对其受火后的受力性能有较大的影响。引入组合效应系数可以较好地反映受火后组合楼板试件的组合效应及内部损伤程度。     

单层单跨钢框架抗火性能的试验研究

本文对2榀H型钢单层单跨钢框架进行抗火性能的试验研究。试验采用足尺试件,钢梁长3400mm,钢柱高3200mm,混凝土板宽1000mm。试验中考虑不同受火工况对钢框架抗火性能的影响。通过试验得出了梁、板、柱温度场变化规律和钢框架变形情况。试验结果表明:火灾下,由于钢筋混凝土板的存在,钢梁沿截面高度各点温度不一致,即钢梁沿截面高度存在温度变化的温度场;梁柱全部受火的单层单跨钢框架(节点受到保护)破坏方式为钢柱压屈破坏,破坏位置在受到保护的钢节点下部的钢柱上。本文研究结果为今后钢结构抗火性能的进一步研究提供参考数据。     

有ALC板连接的高频焊接H型钢温度场数值分析

抗火防火是钢结构住宅研发中必须解决的一个关键问题。楼、墙板对钢梁、柱构件截面的温度分布产生一定的影响 ,从而影响它们的抗火承载力。通过有限元分析 ,研究了有蒸压轻质加气混凝土 (ALC)楼墙板连接的高频焊接H型钢升温和温度分布状况 ,进行了有关参数分析 ,涉及板材厚度和热工性能、高频焊接H型钢截面尺度以及防火涂料保护层等 ,为高频焊接H型钢和ALC板在轻钢住宅中的应用和抗火设计提供了基础。