钢筋桁架组合楼板抗弯性能试验研究

分别开展了钢筋桁架组合楼板在施工阶段和使用阶段的静力试验,获得了施工阶段钢筋桁架模板体系的变形特征以及使用阶段钢筋桁架组合楼板的破坏形式。研究了底部钢板、剪跨比等因素对钢筋桁架组合楼板使用阶段抗弯性能的影响,底部钢板可提高钢筋桁架组合楼板的抗弯承载力及抗弯刚度,剪跨比会影响钢筋桁架组合楼板的破坏形式及抗弯承载力。通过理论分析,给出不同高度钢筋桁架模板体系在施工阶段的最大无支撑跨度,提出钢筋桁架组合楼板在使用阶段的正截面抗弯承载力简化计算公式。     

H型钢梁处装配式钢筋桁架楼板纵向连接受力性能试验研究

提出一种应用于装配式钢结构的钢筋桁架楼板纵向连接方式,楼板之间采用局部湿连接,实现了工厂预制现场装配。通过对8个钢筋桁架楼板试件进行静力荷载试验,研究钢筋桁架形式、上弦钢筋连接方式和钢筋直径等参数对试件受力性能的影响,获得了试件的变形破坏模式和极限承载力,并利用GB50010—2010《混凝土结构设计规范》中正截面承载力计算式对楼板进行计算,并与试验结果进行了对比分析。研究结果表明:钢筋桁架楼板之间及与H型钢梁整体协同工作性能优良,可保证该纵向连接从屈服到破坏有一定的强度富余,能够满足GB 50010—2010对楼板在使用阶段强度和刚度的要求。根据试验结果,针对所研究的楼板提出了在使用阶段受弯承载力简化计算方法。     

可拆式钢筋桁架混凝土楼板承载力试验研究

针对实际工程中常用的压型钢板-钢筋桁架组合楼板存在的不足之处,将压型钢板替换为可拆卸的木塑模板,以形成一种新型组合楼板。试验研究了两个可拆式钢筋桁架混凝土楼板的承载力。结果表明,可拆式钢筋桁架混凝土楼板正常使用阶段的破坏形态与普通楼板相似,并提出了适宜可拆式钢筋桁架混凝土楼板的承载力计算公式。同时通过分析底部木塑模板对整体承载力的影响,认为可拆式钢筋桁架模板是一种值得推广应用的楼板形式。     

钢筋桁架混凝土组合梁的试验研究

为了研究钢筋桁架混凝土组合梁的受力性能与破坏形式,完成了4根足尺钢筋桁架混凝土组合梁跨中两点对称加载试验。结合试验结果和理论分析,对现行规范中组合梁正截面受弯承载力计算公式进行了对比。在失稳破坏前钢筋桁架楼板和钢梁表现出较好的整体性能,且钢筋桁架能有效地限制混凝土翼板横向裂缝的开展,提高混凝土翼板的抗裂性能。钢筋桁架混凝土组合梁中,栓钉和钢筋桁架共同承担混凝土传递的剪力可提高抗滑移性能。     

钢筋桁架混凝土楼板力学性能影响因素及综合性分析

基于钢筋桁架混凝土楼板试验研究的基础上,数值模拟计算采用通用有限元Abaqus软件。通过与钢筋桁架混凝土楼板试验结果比对,验证了有限元模型的有效性。通过改变钢筋桁架混凝土楼板模型的钢筋桁架高度、有无模板及腹杆钢筋,以探讨其力性能影响因素。结果显示:钢筋桁架高度可影响楼板整体的刚度与承载力;由于模板对于混凝土的包裹作用,有效地提升楼板的整体变形能力;腹杆钢筋对塑性变形能力有一定的帮助作用,但其最终破坏形式是不会发生改变的。同时将现有的不同楼板形式与该新型楼板进行综合性对比,结果显示该新型楼板在成本、生产及施工方面均有一定的优势。     

M型型钢桁架楼板试验研究

为改善楼板保温和受力性能,结合M型型钢与保温板特点,提出一种新型构造形式的楼板——M型型钢桁架楼板。通过对两块不同型钢厚度M型型钢桁架楼板的静力试验,基于M型型钢的特点并结合现有理论提出适用于M型型钢桁架楼板的型钢等效计算式和对应楼板开裂荷载、承载力计算式。试验与理论计算结果表明:该楼板整体刚度和承载力较大,当均布荷载达到荷载设计值时,楼板跨中变形远小于GB50010—2010《混凝土结构设计规范》要求,具有较大安全储备;楼板截面符合平截面假定;峰值荷载理论计算结果与试验结果误差较小,型钢等效计算式和承载力计算式合理有效。     

装配式钢结构新型轻质叠合楼板设计研究

在新型钢筋桁架发泡水泥夹芯叠合楼板中应用新型材料发泡水泥,能够实现楼板构件更轻、高效保温,且隔热隔声功能也优于钢筋桁架混凝土楼板。利用换算惯性矩方法对叠合楼板在施工阶段的短期刚度进行研究,得到发泡水泥夹芯叠合楼板的短期刚度计算公式,并通过算例对比研究发泡水泥预制层对楼板截面刚度的贡献作用。结果表明,发泡水泥预制层对截面刚度贡献很小,只占总刚度的10%左右,这主要是由于发泡水泥强度小、弹性模量小,所以在实际简化计算分析时,可不考虑发泡水泥预制层的作用。     

钢筋桁架超高性能混凝土叠合板受弯性能试验研究

通过2块钢筋桁架超高性能混凝土(UHPC)叠合板和1块UHPC整浇板的对比试验,分析钢筋桁架对UHPC叠合板的挠度、裂缝、混凝土应变等抗弯性能的影响;探讨钢筋桁架UHPC叠合板的二次受力效应。研究表明:钢筋桁架UHPC叠合板的受弯性能优于普通混凝土叠合板,截面应变基本符合平截面假定,延性较好,且二次受力现象并不明显;钢筋桁架可以有效地提升叠合板的整体抗弯承载力,减弱受拉钢筋的"应力超前"现象和受压混凝土"应变滞后"现象;取混凝土等效抗拉影响系数k_3为0. 35,建立钢筋桁架UHPC叠合板受弯正截面承载力计算式,其计算值与试验数据吻合较好。     

轻钢桁架混凝土楼板试验研究

轻钢桁架混凝土楼板是轻钢轻混凝土结构体系配套的一种采用免拆模板的新型单向密肋楼板,该楼板由轻钢桁架和普通混凝土组成。本文通过轻钢桁架混凝土楼板受弯承载力试验,结合型钢混凝土和钢筋混凝土受弯构件工作原理,研究了其受弯承载力、裂缝宽度及短期抗弯刚度的计算方法。结果表明该楼板各工作阶段与钢筋混凝土受弯构件类似,受弯承载力与截面高度、受拉钢材面积基本成线性关系,抗弯刚度与受拉钢材面积基本成线性关系,与截面高度成二次方关系。     

单缝密拼钢筋混凝土叠合板受弯性能试验研究

通过10块简支板的静力加载试验,对单缝密拼钢筋混凝土叠合板的破坏形态、刚度、裂缝和承载力进行了研究,并分析了桁架钢筋叠合板密拼缝的传力机理以及桁架钢筋与纵向受力钢筋的定量关系。结果表明：单缝密拼叠合板易在拼缝处发生沿叠合面的撕裂破坏,且其正截面受弯承载力和平均抗弯刚度均低于整浇板;在拼缝处设置桁架钢筋可以有效控制叠合面的撕裂破坏,并提高叠合板垂直于拼缝方向的刚度和承载力;桁架钢筋到拼缝距离等于板厚的试件,未发生拼缝处的叠合面撕裂破坏,其正截面受弯承载力比整浇板试件低6%,但比计算值大9%~18%。结合试验研究成果和国内外相关标准,提出了双向叠合板密拼拼缝的设计建议与构造要求。     

植筋抗拉承载力试验及工程应用建议

针对某隧道排烟风道植筋锚固后浇筑混凝土板的工程特点,分4组进行了12个试件的植筋拉拔试验,探讨不同植筋长度和孔壁潮湿时对植筋受拉承载力的影响。在孔壁潮湿的情况下,若采取适当的清孔措施并延长固化时间,植筋胶与混凝土仍具有较好的粘结力,能够保证所植钢筋充分发挥强度。     

钢筋锈蚀槽板试验研究

根据对 3块钢筋锈蚀槽板的荷载试验结果 ,探讨了钢筋锈蚀混凝土保护层脱落后的槽板承载力及破坏形态。试验表明 :因钢筋锈蚀 ,纵向混凝土保护层完全脱落后 ,槽板的极限承载力下降 14 %～ 2 5 % ,破坏形式为锚固失效     

钢格栅板与钢梁焊接对钢梁稳定性的影响

随着钢格栅板作为平台板的广泛使用，经常会受到人的走动或者机械的振动等动荷栽作用，因此，对于动荷载较频繁的环境或者地震高发地区，钢格栅板一般采用焊接安装。在现有研究成果的基础上，运用有限元方法，对焊接钢格栅板的钢梁的稳定承载能力进行了系统的分析，得到一些有益的结论和新的见解。     

装配式斜支撑钢框架承载力性能试验研究

新型工业化装配式斜支撑钢框架由钢桁架梁、钢立柱、钢斜支撑等构件所组成,该框架的桁架梁和斜支撑不同于传统框架,其传力路径、受力性能、破坏机理未经考证。通过对单榀单跨斜支撑钢框架进行静力试验及有限元模拟分析,旨在研究分析其水平荷载极限承载能力、变形特性、破坏机理及延性性能。试验及分析结果表明:装配式斜支撑钢框架承受水平荷载能力较强,斜支撑将水平荷载传递到桁架梁中部的耗能梁段,传力路径明确合理,破坏位置发生在桁架梁中部腹杆,且破坏时框架柱处于弹性工作状态,满足"强节点,弱构件"及"强柱弱梁"的建筑结构设计要求。     

模块化装配式钢结构桁架梁承载力性能研究

对装配式钢结构住宅体系的钢桁架梁承载力进行研究,采用有限元软件ANSYS建立不同跨度、不同弦杆尺寸的钢桁架梁有限元模型,对其进行非线性静力分析,对比不同参数桁架梁的荷载-位移曲线,对桁架梁的极限承载能力以及变形破坏特性进行分析研究,获得装配式钢结构体系中钢桁架梁的破坏机理。钢桁架梁破坏时塑性区主要在跨中弦杆处,而腹杆相对受力较小,跨中弦杆先于腹杆破坏,满足"强剪弱弯"的设计要求;各桁架梁屈服荷载与极限荷载相差比较大,使得构件从屈服到破坏有较大的延性空间。     

带有裂纹构件的旧钢桁桥的安全评估

采用断裂力学理论对老化钢桁桥的安全性能进行评估并对最终承载能力予以估算,已越来越多地被工程界接受。为了得到试样破坏时的最终承载能力,对三组I型试样进行三点弯曲试验,并推出断裂韧性KIC以及带有一定长度裂纹的构件允许应力[σ]的计算式。采用现场无损测试和磁探法来测定钢构件的裂纹情况。通过对现场测试结果与理论计算结果的比较,可以得出,采用断裂力学方法对带有裂纹构件的老化钢桁桥的安全性能进行评估的必要性。     

圆钢管混凝土柱-钢筋桁架组合梁节点抗连续倒塌机制及参数分析

为研究钢筋桁架组合梁对钢管混凝土结构抗连续倒塌性能的影响,采用ABAQUS建立圆钢管混凝土柱-钢筋桁架组合梁节点数值模型,分析中柱失效工况下该类节点的破坏机理和抗力计算曲线,以及钢筋桁架高度、混凝土强度、钢筋强度等主要参数对组合节点抗连续倒塌能力的影响。结果表明:相比钢管混凝土柱-RC组合梁节点,钢筋桁架组合梁节点的梁机制和悬链线机制峰值承载力分别提高了12.5%和10%; 因钢筋桁架在下弦钢筋屈服后上弦钢筋仍可以提供拉力,使得钢梁下翼缘断裂后承载力可以继续提高,表现出良好的抗连续倒塌能力; 钢筋桁架高度和钢筋桁架钢筋强度主要对节点梁机制峰值承载力与极限承载力提升较显著,对悬链线机制峰值承载力影响较小,楼板混凝土强度对节点各阶段的承载力影响较小,并且会降低节点延性; 综合对比分析不同参数下节点的抗力指标和位移延性指标发现,增加钢筋桁架高度和钢筋强度对节点的抗连续倒塌极限承载力具有有利影响,在工程设计和应用中应予以考虑。     

钢纤维膨胀混凝土与钢筋粘结性能研究

为探讨钢纤维与膨胀剂的联合增强作用对变形钢筋与混凝土粘结性能的影响,采用不同的膨胀剂和钢纤维掺量,进行了变形钢筋与钢纤维膨胀混凝土的粘结拔出试验,量测了钢筋的拔出力和钢筋自由端的滑移,测得了其拔出粘结－滑移曲线;分析了钢纤维与膨胀剂联合作用对粘结强度和粘结破坏延性的影响;给出了与混凝土本身抗拉性能相关的、与试验结果符合良好的粘结强度计算公式。     

全T型钢桁架承载力及节点性能的试验研究

通过对两种节点形式下的全T型钢桁架承载力的试验研究,分析桁架承载力的理论计算依据,并借助有限元分析软件对桁架节点进行应力分析。对试验值与有限元计算值进行对比,验证有限元软件分析全T型钢节点的适用条件,分析节点的受力性能的特征及优越性,为推广T型钢在桁架中的应用提供依据。