PK预应力混凝土双向叠合楼盖的试验研究

通过对 PK 预应力混凝土双向叠合楼盖的加载试验,研究了 PK 预应力混凝土叠合板的挠度、抗裂及双向受力性能,试验表明该叠合板具有良好的抗裂性能和整体性能,双向受力特征明显,可按整体双向板进行设计和计算;并根据试验数据分析了 PK 双向叠合板中荷载的传递规律,得出 PK 预应力混凝土双向叠合板的荷载传递规律基本满足现行规范要求。     

预应力混凝土叠合板试验及计算方法研究

预应力混凝土叠合板是在预制预应力混凝土板上现浇钢筋混凝土叠合层形成的装配整体式楼板,具有大跨度、降低建筑层高、抗震性能好、节省材料、方便施工等优点。文章主要介绍预应力混凝土单向及双向叠合板试验及计算方法的研究进展,讨论叠合面处理方法及其抗剪强度计算方法,总结单向连续叠合板支座弯矩调幅系数取值建议,并介绍双向叠合板的横向拼缝构造、拼缝对抗弯性能的影响以及承载力和刚度计算方法。最后提出下一步研究工作的建议。     

预应力混凝土四边简支双向叠合板的设计方法

对预应力混凝土双向叠合板进行了抗弯刚度分析,基于弹性薄板原理,按照正交各向异性板推导四边简支单向预应力矩形板的相应计算公式,通过自编程序求解出双向叠合板在四边简支边界条件下的计算系数,并编制成与普通钢筋混凝土双向板相对应的表格,为其进一步推广应用奠定基础。通过与现浇四边简支双向板弹性计算系数的比较可知,在预应力双向叠合板的设计中,应将预制构件沿短跨方向布置才能更好地发挥其节省钢材的优势。     

预应力混凝土钢管桁架叠合板施工阶段性能分析研究

通过对3 m跨、6 m跨1.2 m板宽预应力混凝土（平板）叠合板、预应力带肋混凝土叠合板、钢筋桁架叠合板、预应力混凝土钢管桁架叠合板的对比,发现无论大小跨度,预应力混凝土钢管桁架叠合板的应用均占据显著优势。底板中施加预应力和钢管桁架的设置使预应力混凝土钢管桁架叠合板在施工阶段具有较大抗弯刚度。将底板厚度、桁架高度作为参数计算对比各种叠合板施工阶段抗弯刚度。对预应力混凝土钢管桁架叠合板,探讨钢管直径、壁厚对底板抗弯刚度、钢管长细比的影响。得出结论：预应力混凝土钢管桁架叠合板无论钢管是否灌浆在施工阶段都有较大优势,是否灌浆可根据抗弯刚度需求及施工水平确定。     

钢筋连接方式对叠合板抗弯性能影响研究

为了研究不同的钢筋连接方式对预应力混凝土叠合板的抗弯性能的影响,设计并进行了8个预应力混凝土叠合板的抗弯试验。采用足尺模型研究了预制混凝土底板间隙、端部连接钢筋直径、连接方式等因素对预应力混凝土叠合板抗弯性能的影响。结果表明,预应力混凝土叠合板的抗弯性能与预应力混凝土底板间隙、端部连接钢筋直径关系不大,而与连接方式有关;采用传统胡子筋连接的预应力混凝土叠合板的开裂荷载与极限承载力均明显大于采用端部连接钢筋连接的预应力混凝土叠合板,同时采用传统胡子筋连接的预应力混凝土叠合板的抗弯刚度更大,钢筋与混凝土粘结性能更好。试验中预制底板与后浇层混凝土的粘结锚固性能是影响预应力混凝土叠合板抗弯性能的关键因素,实际工程中预制底板表面的粗糙处理是必不可少的。     

二阶段受力作用下预应力混凝土钢管桁架叠合板受力性能试验研究

为研究“二阶段受力”对预应力混凝土钢管桁架叠合板整体受力性能的影响及该新型叠合板沿预应力方向的工作性能,进行了3组共6块预应力混凝土钢管桁架叠合板静力试验,通过对比得到不同受力状态叠合板的跨中挠度、开裂荷载、裂缝分布、预应力筋及混凝土的应变等.试验结果表明:预应力混凝土钢管桁架叠合板预制底板与叠合层混凝土协同工作性能良好,叠合板在加载过程中经历了弹性和弹塑性两个阶段,“二阶段受力”效应减小了叠合板开裂荷载,增大了最大裂缝宽度.经理论分析可知,叠合板弹性阶段刚度按《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)计算值与实测值吻合较好且偏于安全,开裂后刚度按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG 3362-2018)计算与实测值最为接近.     

现浇层施加预应力叠合板力学性能分析

现浇层施加双向预应力的钢筋桁架混凝土叠合板（以下简称钢筋桁架混凝土叠合板）是一种半装配式结构。根据钢筋桁架混凝土叠合板静载试验及数值模拟结果,获得了其荷载-跨中挠度曲线、荷载-应变曲线。通过试验结果及模拟分析可知：在钢筋桁架混凝土叠合板正常服役过程中,其抗弯承载力及刚度均充足,符合规范要求;通过理论研究分析了支撑体系的安全性,并对钢筋桁架混凝土叠合板在现场堆放及运输过程中出现的问题提出了解决措施。     

新型预制预应力钢筋桁架翼缘加劲肋叠合双向板试验研究

新型预制预应力钢筋桁架翼缘加劲肋叠合板针对现有预制叠合板的特点和利弊,旨在提高预制装配叠合板的整体受力性能、经济性和施工便利性等。对该新型双向叠合板进行了使用状态静力加载试验,结果表明,该新型双向叠合板具有较好的双向受力性能;其非预应力方向上的挠度略大于预应力方向上的挠度;非预应力方向开裂前刚度可在预应力方向开裂前刚度基础上乘以刚度折减系数,其值建议取为0.7。     

页岩陶粒轻质混凝土双向叠合楼板

根据3块足尺页岩陶粒轻质混凝土双向叠合楼板试件和1块足尺现浇双向楼板对比试件的静力堆载试验结果,分析了双向叠合楼板预制底板的普通混凝土和后浇叠合层的页岩陶粒轻质混凝土采用相同强度等级时的挠度变形特点,并根据试验结果和弹性力学薄板理论推导了页岩陶粒轻质混凝土双向叠合楼板的挠度计算公式。推导了四边固支页岩陶粒混凝土和普通混凝土叠合板在竖向均布荷载作用下截面中和轴高度、抗弯刚度和挠度的计算表达式,并分别对挠度和初始刚度计算公式进行了修正,提出了考虑四边支承转动的页岩陶粒轻质混凝土双向叠合楼板挠度计算公式。结果表明:页岩陶粒轻质混凝土双向叠合楼板跨中位移呈现线弹性变化特征,页岩陶粒轻质混凝土材料的弹性模量、叠合楼板中设置的钢筋桁架以及双向叠合板的板端约束条件是影响叠合楼板刚度和跨中挠度的主要因素;采用所推导公式计算的页岩陶粒混凝土叠合楼板的挠度值与试验值吻合良好。     

预制预应力带肋底板-混凝土叠合板双向受力效应理论研究

为解决现有预应力混凝土叠合板存在的问题,提出由预制预应力带肋底板(肋上预留孔洞)与后浇混凝土叠合形成的双向楼板。针对该叠合板独特的结构形式以及预制底板与后浇混凝土的整体作用,提出该楼板双向受力性能。借助有限元程序ANSYS10.0进行楼板模拟,通过大量计算研究该楼板双向受力效应的存在及变化规律,为深入开展该楼板结构性能的研究提供依据。     

集中荷载作用下后浇UHTCC简支双向混凝土板的试验研究

在既有钢筋混凝土板的受弯面上浇筑一定厚度超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)或混凝土材料制成复合板,通过集中荷载作用下简支双向板试验,考察复合板试件的弯曲破坏形态和底面裂缝的走向特征等。试验结果表明,后浇材料有效提高整体构件的承载力和前期刚度。后浇混凝土复合板与对比混凝土板相比较,韧性改善较小,开裂时中心挠度基本没有变化;而UHTCC后浇层的加入,改善混凝土板的整体韧性,开裂时中心挠度与原构件相比最高可提高至235%。并且UHTCC层有效限制受弯底面裂缝的开裂和扩展,延迟有害裂缝的出现,加载过程中没有出现类似于后浇混凝土复合板的脆性破坏。运用非线性三维有限元软件对试验进行数值计算,通过合理的建模和定义材料属性,对试验结果进行分析预测,包括荷载-挠度曲线、受弯底面的挠度分布和应变分布等。分析结果与试验结果基本一致,表明此方法适用于文中复合板件的计算,为采用UHTCC作为保护层或加固层的复合双向板的设计、分析和优化提供分析依据。     

预应力混凝土空心叠合板试验研究

针对现有的一般预应力空心叠合板楼盖板厚较大,自重较大等缺点,提出了一种新形式的预应力混凝土空心叠合板,通过对3块简支板,3块简支叠合板和1块两跨连续叠合板进行静力荷载试验,分析了这种板在静力荷载作用下的裂缝、承载力、挠度等特点,研究了其开裂荷载和极限承载力较高的原因。试验结果表明这种预应力空心叠合板具有良好的抗裂性能和较高的极限承载能力,建立了开裂弯矩、极限承载力、挠度的计算方法,为这种叠合板的设计和工程应用提供了依据。     

冷轧带肋钢筋预应力混凝土叠合板与空心底板受弯承载力相关性分析

通过理论分析与试验研究,提出了冷轧带肋钢筋预应力混凝土叠合板与空心底板受弯承载力相关性模式,为该类叠合板设计与结构性能检验提供了新的方法与计算手段,可供有关规范及通用标准图集编制和预制构件生产、施工、检验部门应用。     

预应力混凝土钢肋叠合板受弯性能试验与理论研究

预应力混凝土钢肋叠合板（PCCSSR）是一种抗弯刚度大、承载力高、加工方便的叠合楼板。PCCSSR的预制部分由预应力混凝土底板、钢腹板及混凝土上翼缘板组成。施工中首先将其预制部分作为浇筑叠合层的混凝土模板,承担施工阶段荷载,待叠合层达到强度后再整体受力。对7块足尺PCCSSR试件进行受弯试验,测得了板的荷载-挠度曲线、极限荷载、破坏模态、应变分布等。试验结果表明：PCCSSR的破坏形态为弯曲破坏,其受弯性能完全满足施工阶段要求,且具有较好的延性;与直线形钢腹板相比,波纹钢腹板具有更好的抗剪能力以及平面外刚度,可明显增大PCCSSR的抗弯刚度,使PCCSSR的整体受力性能更为优越。同时,对PCCSSR的抗裂性能、抗弯刚度和承载力进行了理论分析,理论计算结果与试验结果吻合良好。     

T形板肋对预制带肋底板混凝土叠合板弯曲疲劳性能的影响

为研究T形板肋对预制带肋底板混凝土叠合板弯曲疲劳性能的影响,对3块T形肋底板叠合板和1块整浇板进行弯曲疲劳性能对比试验,主要考察T形板肋与疲劳荷载幅值对试件疲劳破坏形态及疲劳损伤程度的影响,得到了在不同疲劳循环加载次数下的跨中动位移、混凝土应变、预应力筋应变、残余变形等,分析了在不同疲劳循环加载次数下的刚度退化情况、荷载应变分布规律、裂缝分布规律及剩余承载力等。研究结果表明,经历200万次疲劳循环加载后,T形肋底板叠合板无明显的刚度和强度退化,增设T形板肋的叠合板能达到与整浇板相同的弯曲疲劳性能;T形肋底板叠合板正截面弯曲疲劳强度计算可采用普通预应力混凝土受弯构件正截面疲劳应力验算的4个假定,最终以此建立了其正截面弯曲疲劳强度验算方法。     

Analysis of longitudinal shear behaviour for composite steel and concrete slabs

The strength of composite slabs depends mainly on the strength of contact between the steel sheeting and concrete. In the article a method of analyses for strength of the horizontal section of the composite slabs based on the theory of built-up bars, which gives one an opportunity to assess strength and the rigidity of contact is presented. The proposed method evaluates the influence of both plastic deformations of the concrete layer and cracks in the concrete on the rigidity of this layer and of the whole slab as well. Performed investigations in deformations and strength of the contact between steel sheeting and concrete allowed one to explore the behaviour of the contact from the start of loading up to the failure. During contact testing, influence of pre-compression forces on deformations and strength of the contact were investigated. The strength of horizontal section in 6 fragments of composite slab with ‘Holorib’ type profiled steel sheeting was investigated experimentally. In tests the thickness of concrete layer of the slab and concrete strength varied. Theoretical calculations for the strength of a horizontal section of experimental slabs were made in this investigation. Calculations were performed according to the method proposed by us with the application of the method of built-up bars. In calculations, rigidity of the contact between steel profiled sheeting and concrete as well as equivalent rigidity of a concrete layer with cracks were evaluated. Experimental and theoretical results of the strength of the horizontal section in composite slabs were compared. Comparison of results revealed that their agreement was sufficiently good.     

预应力混凝土空心板试验研究

根据我国目前存在的空心板实际生产状况，例如钢丝并丝、刚度，以及拉模、挤压机、推挤机生产的空心板，针对这些情况进行了实物板的结构性能的检验性试验。