四边简支带抗剪键双向叠合板的力学性能分析

为研究四边简支带抗剪键双向叠合板的力学性能,进行了该种叠合板的试验,并基于试验结果验证了有限元模拟方法的准确性。通过模拟参数不同的双向叠合板的受力过程,分析了抗剪键剪力分布规律及叠合板的力学性能影响因素,并建立了其屈服弯矩和屈服位移简化计算式。结果表明：预制底板与抗剪键间、预制底板与现浇层混凝土间虽然存在混凝土二次浇筑现象,但整体性仍然较好;竖向均布荷载作用下,抗剪键表现为脆性破坏;只有当抗剪键的破坏数量达到一定程度后,叠合板才发生破坏;结合面间设置为摩擦接触时,随抗剪键行数、列数及横截面面积增加,叠合板的屈服荷载增加,屈服位移减小,当上述3个因素增加至一定程度后,影响不再明显;布置一定数量抗剪键的双向叠合板,现浇层及抗剪键混凝土强度等级、结合面摩擦系数对叠合板的承载力影响很小;建立了带抗剪键叠合板屈服弯矩和屈服位移简化计算式,可供工程参考应用。     

单向带抗剪键叠合板的受力性能试验

为研究带抗剪键叠合板的受力特性,进行了7块单向板的静力试验,并采用有限元方法补充分析。结果表明:不同形式的抗剪键均能保证叠合板界面连接的可靠性,使其达到与现浇板接近的力学性能;现浇层与预制层混凝土、抗剪键与预制层混凝土结合牢固,整体性好;当跨度小于3.2 m时,两端简支单向带抗剪键叠合板可近似按一次受力构件计算;预制底板和现浇层间采用摩檫接触时,随着抗剪键行数、列数及抗剪键横截面积的增加,叠合板的屈服荷载增加,屈服位移减小,且列数影响更明显,但三者增加到一定程度后,影响不再明显;布置一定数量的抗剪键后,抗剪键混凝土强度等级、现浇层混凝土强度等级及摩擦因数对叠合板的承载力和屈服位移几乎无影响。最后,建立了带抗剪键叠合板的刚度计算式。     

Twin-PBL剪力键承载力影响因素及破坏形态

为研究波纹钢腹板PC组合箱梁中所使用的Twin-PBL剪力键的抗剪承载能力,明确剪力键与混凝土之间在加载全过程中的变形协调关系,采用静载推出试验方法,完成了4组8个Twin-PBL剪力键试件的试验研究。结果表明,当开孔钢板孔径为30mm时,随着贯穿钢筋直径从14mm增大至16mm,剪力键的抗剪承载能力有显著提高;当贯穿钢筋直径为16mm时,随着开孔孔径从30mm减少至20mm,剪力键的抗剪承载能力明显下降;开孔钢板厚度对剪力键的抗剪承载能力影响不大。各试件的荷载-滑移趋势具有相似性,且表现出良好的延性,剪力键开孔钢板的孔间传力符合加载受力的传递机理。通过国内外学者推荐的承载力公式计算值与此次试验的实测值对比,发现部分推荐公式高估了Twin-PBL剪力键的承载能力。因此,提出了一个新的抗剪承载力计算公式,能够为剪力键的设计安全性提供理论参考。     

带剪力键的FRP板与混凝土粘结性能研究

目的探讨影响带剪力键的纤维增强聚合物(Fiber Reinforced Polymer,FRP)板与混凝土的粘结性能的主要因素.方法采用FRP板-混凝土块搭接接头的单剪试验方法,考虑剪力键高度、宽度和长度、附加砂粒增强以及混凝土强度等因素,对带剪力键的FRP板与混凝土间粘结性能进行了深入研究.结果剪力键长度、附加砂粒增强和混凝土强度等因素对FRP板与混凝土间平均粘结强度有显著影响,而剪力键高度和宽度的变化影响较小.结论得到了5种试验因素对FRP板与混凝土间平均粘结强度的影响规律,并提出了FRP剪力键抗剪设计方法,可用于指导FRP-混凝土组合结构中组合界面抗剪设计.     

装配式槽钢组合梁中开孔钢板连接件力学性能

为研究新型装配式双拼槽钢-混凝土组合梁中开孔钢板剪力连接件(PSP剪力连接件)的力学性能,设计7组标准试件并开展推出试验,对比分析不同参数PSP剪力连接件的受剪承载力和破坏模式。利用ABAQUS非线性有限元模型对PSP剪力连接件的破坏模式和受力机制进行数值模拟,并与试验结果对比验证计算结果的可靠性。在此基础上,进一步分析开孔钢板厚度、开孔直径、混凝土强度、穿孔钢筋及连接件间距对PSP剪力连接件力学性能的影响。结果表明：除10 mm厚度的PSP剪力连接件外,所有4 mm与6 mm厚度的PSP剪力连接件均发生明显弯曲变形,试件破坏时连接件周围混凝土均出现斜向裂缝;开孔直径和穿孔钢筋对受剪承载力和抗剪刚度影响较小,而增加开孔钢板厚度、混凝土强度能提高剪力连接件受剪承载力和抗剪刚度;对于双排PSP剪力连接件,增大连接件间距能够显著提高单排PSP剪力连接件平均承载力,当间距为250 mm时,单排平均承载力达到单个PSP剪力连接件的91.2%。根据试验及有限元荷载滑移曲线提出装配式双拼槽钢-混凝土组合梁中单个PSP连接件荷载滑移曲线计算公式,为装配式双拼槽钢混组合梁的设计提供参考。     

圆钢管混凝土柱-预应力混凝土梁节点受剪性能有限元分析

采用大型通用有限元软件ABAQUS对圆钢管混凝土柱-预应力混凝土梁节点受剪性能分析得出的荷载-位移曲线、受剪承载力等与试验结果吻合较好,并深入探究节点受力过程中混凝土梁的裂缝发展机理,节点核心区内钢筋、环板、牛腿、抗剪环的应力分布情况,得出预应力在节点受力过程中对试件受剪性能的影响。在此基础上对试件进行了不同预应力的参数分析。结果表明:预应力提高了节点的开裂荷载,屈服荷载也有少许提高,节点的受剪承载力也得到了提高。     

基于构造参数的开孔板抗剪连接件连接性能的试验研究

开孔板抗剪连接件是近年来出现的一种新型连接形式。为了研究开孔板抗剪连接件连接性能,制作了不同构造参数的剪力连接件推出试件,通过在单调静力荷载作用下的推出试验,测试了钢梁与混凝土翼板界面的相对滑移量、贯穿钢筋应变、开孔板孔周应力,得到了不同构造参数的开孔板抗剪连接件试件的荷载-相对滑移曲线、荷载-贯穿钢筋应变曲线、荷载-开孔板孔周Mises应力曲线及破坏形态等。结果表明:开孔板中增加穿钢筋及增大贯穿钢筋直径能较大的提高连接件连接性能,增大孔径对提高连接件性能的作用较小。     

双向自支撑叠合板受力破坏机理及试验研究

随着我国新型建筑工业化的推进,作为工业化主要构件的叠合板得到了大力的发展,但是,多数叠合板拼缝处的钢筋构造复杂,生产、施工较为困难,为此,针对一种简单拼缝构造方式的双向自支撑叠合板进行了全过程受力机理研究,同时对该种叠合板进行了足尺试验,并与同样大小的双向现浇板进行了试验对比,结果表明,该种叠合板的破坏形态与现浇板基本相同。在此基础上,结合数值模拟技术,着重研究了该种叠合板的双向受力机理,裂缝开展及分布,拼缝处钢筋的粘结滑移及传力性能。并系统地对该种叠合板在多种情况下的破坏机理进行了分析,为该种叠合板的设计和应用提供了很多有益的参考。     

带栓钉钢板与外包混凝土剪力墙共同工作性能研究

为研究带栓钉抗剪键钢板在混凝土剪力墙中的锚固性能,进行了18个配置列阵栓钉抗剪键的内藏钢板混凝土墙板试件在单调连续加载下的推出钢板试验研究.试件设计中考虑了栓钉的直径、长度和数量,混凝土墙体厚度,钢板厚度,墙体分布钢筋配筋率等参数.在试验基础上,分析了钢板与外包混凝土之间的抗剪切极限荷载和滑移、钢板及栓钉应变、试件破坏形态等,研究了此类墙板的受力特点与破坏模式以及栓钉配置方式对墙板协调工作性能的影响.试验研究表明:在栓钉抗剪键面积一定的情况下,采用较小直径栓钉并加密栓钉的列阵布置可明显提高墙体的抗剪切承载力,在一定条件下钢板厚度的变化对承载力影响较小,内藏钢板剪力墙墙板应满足一定的厚度要求,栓钉的栓杆长径比λ应大于等于4.提出了适于内藏钢板混凝土剪力墙体设置列阵栓钉抗剪键的抗剪切承载力简化计算方法.     

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．