含侧向拼缝全预制混凝土空心楼板平面外受力性能研究

提出一种全预制混凝土空心楼板板侧拼缝的构造形式。为研究采用这种拼缝的预制空心楼板的受力性能和破坏形态,以及楼板中板肋布置方式的影响,对4个含拼缝的全预制混凝土空心楼板进行了平面外受弯性能试验。研究结果表明:试件的横向为主要受力方向,纵向弯矩较小;有纵向肋的试件沿纵向传递的弯矩较大,拼缝张开的宽度也较大;无纵向肋的试件在靠近短边的第一根横向肋附近出现较宽的横向裂缝,而有纵向肋试件无此现象,设计中建议设置构造的纵向肋; 4个试件的极限荷载均远大于楼板的设计荷载,具有较高的承载力;拼缝数量对试件承载力有一定影响,有无纵向肋对承载力影响不大。     

新型预制整浇拼合楼板的受弯性能试验研究

结合现浇楼板与叠合楼板的优点,提出了一种新型预制整浇拼合楼板,为了研究该新型预制整浇拼合楼板的破坏形态、受弯性能、短期刚度,以板厚、配箍方式、预埋PVC数量等为变量设计了6个试件,并与2个现浇试件进行对比.通过对试件进行静力加载试验所得的荷载-位移曲线及板内箍筋应变变化情况的分析,表明:新型预制整浇拼合楼板较现浇楼板具有更高的承载力;拼合楼板的现浇部分配置环箍的受力性能比配置开口箍+底筋以及双折开口箍的受力性能更佳;拼合楼板现浇部位埋置PVC管会降低其承载力和刚度;拼合楼板在拼缝处存在一个薄弱面,应增加此处的构造措施.     

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。     

端拼缝叠合楼板受力性能试验研究

现有叠合楼板设计时垂直拼缝方向不考虑承受外荷载作用,导致成本增加和不符合实际的受力情况。通过不同构造形式的叠合楼板试验,研究不同构造处理形式的拼缝叠合楼板在竖向单调荷载作用下的受力特性,观察叠合楼板试件从裂缝开始出现到破坏状态的全过程,分析试件在各级荷载下挠度、抗弯承载力变化及拼缝处钢筋应力传递变化情况。结果表明:拼缝处未设附加约束的叠合楼板具有一定的承载能力,但搭接纵筋超过屈服荷载后,会产生脆性断裂破坏;当设置格构钢筋约束时,能够保证拼缝处钢筋的有效传力,且具有较高的延性,叠合楼板承载力即为拼缝处截面承载力。     

预制混凝土空心模剪力墙受弯性能试验研究

进行了1片钢筋混凝土剪力墙和3片预制混凝土空心模剪力墙的拟静力试验,研究了预制混凝土空心模剪力墙的受弯性能和水平接缝的性能。结果表明,空心模剪力墙的破坏过程和破坏形态与钢筋混凝土剪力墙相似,受弯承载力基本相当;空心模剪力墙位移延性系数为6.26~7.71,破坏位移角为1/71~1/53,具有良好的变形能力。空心模剪力墙底部水平接缝处的滑移小于钢筋混凝土剪力墙,在总水平位移中所占比例小于10%,水平接缝构造合理,能够保证竖向装配单元间的有效连接,可用于实际工程。提高约束边缘纵筋配筋率和轴压比可提高空心模剪力墙的受弯承载力及刚度,改善水平接缝抵抗滑移的性能。     

带竖向接缝的预制混凝土空心模剪力墙受弯性能试验研究

完成了6个带竖向接缝的预制混凝土空心模剪力墙试件在恒定轴力作用下的拟静力试验,研究了墙体的受弯性能以及竖向接缝的连接性能,明晰了墙体的破坏过程和破坏形态。试验结果表明：墙体破坏形态与钢筋混凝土剪力墙相似,破坏时墙体根部混凝土压溃、边缘构件纵筋压曲;部分墙体的破坏区域发展至中部墙板,预制混凝土与后浇混凝土剥离;竖向接缝构造合理、连接可靠,能够保证墙体的整体性能,对受弯性能基本无影响;试件的转角延性系数为4.35~12.54,具有良好的延性;提高边缘构件纵筋配筋率和轴压比,墙体的承载力提高,混凝土压溃面积增大;采用单排竖向插筋对墙体的受弯性能影响较小;GB 50010-2010《混凝土结构设计规范》的计算方法可用于计算空心模剪力墙试件的承载力,计算结果较为保守。     

不同连接形式下圆钢管混凝土构件受弯性能研究

为研究不同连接形式下圆钢管混凝土构件受弯性能,对整体钢管混凝土试件、套筒连接钢管混凝土试件和套筒灌浆连接钢管混凝土试件的受弯性能进行了拟静力试验,采用三分点加载方式,分析了受弯试件承载力、刚度和延性性能,讨论了连接节点受拉区和受压区应变分布情况。结果表明：采用套筒连接和套筒灌浆连接的圆钢管混凝土构件承载力和延性性能均优于整体钢管混凝土构件,挠度变形曲线符合正弦半波曲线,承载力可按照整体钢管混凝土统一理论计算;与整体钢管混凝土构件相比,采用套筒灌浆连接试件刚度提高,初始刚度和使用阶段刚度均提高15%以上,极限阶段抗弯刚度可提高64.3%;套筒连接钢管混凝土试件中套筒仅起到约束作用,其连接节点可视为铰接点,套筒灌浆连接钢管混凝土试件中套筒、灌浆料和所连接钢管混凝土构成统一整体,共同受力,其节点可视为固接节点。     

新型装配式冷弯薄壁型钢组合楼板模块受弯性能试验研究

为提高现有组合楼板的加工效率和装配化程度,解决组合楼板结构中自攻螺钉连接工序多、效率低等问题,提出了一种基于锁铆连接的新型冷弯薄壁型钢桁架梁-压型钢板-混凝土组合楼板模块。为研究该楼板模块的受弯性能以及次梁间距、混凝土厚度和连接方式对其抗弯承载力、延性和刚度的影响,对6块足尺组合楼板模块试件进行了单调静载试验。试验结果表明:在正常使用阶段,组合楼板模块的变形很小,且远小于GB 50017—2017《钢结构设计标准》要求的限值;组合楼板模块破坏时具有较大塑性变形,说明其延性性能良好,主要表现为桁架梁锁铆连接的破坏、桁架梁弦杆的折曲破坏和楼板模块面板层混凝土的挤压破坏;次梁间距对组合楼板模块的延性和刚度影响较大,对其抗弯承载力影响较小;混凝土厚度和钢构件连接方式对组合楼板模块的抗弯承载力、延性和刚度均有显著影响。     

竖向钢筋套筒挤压连接的预制钢筋混凝土剪力墙抗震性能试验研究

对4个剪跨比为2.11,竖向钢筋套筒挤压连接的预制钢筋混凝土剪力墙试件进行了拟静力试验。其中,3个试件为一字形截面剪力墙,轴压比分别为0.5、0.6和0.2;1个试件为T形截面剪力墙,轴压比为0.5。试验结果表明：剪力墙以压弯破坏为主,边缘构件竖向钢筋受拉屈服、墙底两端混凝土受压破坏;水平荷载 位移滞回曲线有一定程度捏拢;一字形截面剪力墙及T形截面剪力墙翼缘端受压时极限位移角不小于1/80,T形截面剪力墙腹板端受压时极限位移角为1/110;对于偏心受压承载力试验值与GB 50010-2010规范公式计算值之比,一字形截面剪力墙约为1.20,T形截面剪力墙翼缘端受压和腹板端受压时分别为1.04和1.11;套筒挤压连接能有效传递钢筋拉、压荷载作用。竖向钢筋套筒挤压连接的预制钢筋混凝土剪力墙的抗震性能满足现行规范的要求。     

钢筋套筒挤压连接装配整体式梁柱中节点抗震性能试验研究

为研究钢筋套筒挤压连接的装配整体式叠合梁-预制柱中节点的抗震性能,进行了2个装配整体式中节点和1个现浇中节点试件的拟静力试验,观察其破坏现象,研究其滞回性能、承载力、变形能力及钢筋应变发展过程。结果表明：所设计的核心区剪切破坏和梁端弯曲破坏节点均实现了预期的破坏形态;核心区剪切破坏的装配整体式梁柱节点与现浇对比节点的破坏过程、裂缝分布基本一致,滞回曲线、承载力、刚度、变形、耗能等性能指标基本相同;核心区剪切破坏、梁端弯曲破坏的装配整体式梁柱中节点的承载力试验值与相应的规范公式计算值的比值分别为1.62、1.31,等效极限层间位移角分别为1/26和1/27;试验结束后,凿开混凝土发现套筒没有出现裂纹,钢筋在套筒内未见滑移,套筒挤压接头可有效传递钢筋拉、压力。     

超高性能混凝土连接的装配式现浇混凝土框架抗震性能

将超高性能混凝土材料(UHPC)浇筑于预制装配式框架结构的节点核心区,能有效改善预制梁、柱等构件受力钢筋的复杂连接形式,更好地应对节点核心区的复杂应力,以提高其结构的整体性及抗震性能。通过对1榀新型装配式钢筋混凝土框架和1榀整浇对比框架进行拟静力试验,对比分析二者的破坏形态、受力情况等抗震性能。试验结果表明:装配式框架节点受力钢筋连接采用短连接和搭接形式易施工且安全可靠,UHPC材料的使用有效改善了节点的受力性能,提高了框架的承载力和抗侧刚度;两榀框架的滞回曲线形状及饱满程度较为接近,位移延性和耗能能力基本处于同一水平;装配式框架的强度及刚度退化情况与整浇框架基本相似。新型预制装配式框架的抗震性能基本等同现浇水平。     

外壳预制核心现浇装配整体式钢筋混凝土柱的抗弯性能试验研究

制作了2根外壳预制核心现浇装配整体式钢筋混凝土柱(以下简称RC柱)和1根现浇对比RC柱试件,进行新型装配整体式RC柱的抗弯承载力试验研究,分析比较两类RC柱的破坏过程、破坏模式、荷载-位移特性、主筋应变发展特点及开裂荷载和极限承载力。研究表明:新型装配整体式RC柱与现浇RC柱具有相同的抗弯承载力特性;基于试验研究,进一步探讨新型。装配整体式RC柱极限承载力的计算理论,为该类RC柱的设计提供参考。     

混凝土夹芯板受弯性能试验研究

通过混凝土夹芯板受弯全过程的试验研究,分析了夹芯板的变形、裂缝的开展及分布等特点,重点讨论了夹芯板工作过程中部分共同作用的特性。给出了开裂荷载和极限荷载的计算公式,计算结果与试验结果吻合较好。     

预应力高强混凝土空心板梁优化设计与试验研究

采用C8 0高强混凝土和低松弛 2 70级高强钢绞线 ,经优化选取了跨度 16m～ 3 0m、宽度 1 2m、截面混凝土空心率 5 3 5 %的预应力混凝土空心板 ,进行了跨度为 15 5m的原型预应力混凝土空心板从预应力钢绞线张拉到承载极限破坏的受力全过程试验 ,研究了其正截面和斜截面在正常使用状态下抗裂度、裂缝宽度和跨中挠度、极限承载能力以及延性等受力性能 ,为在公路桥梁结构中经济可靠的利用高效预应力高强混凝土空心板提供科研依据。研究成果应用于河南省重点工程———焦作至巩义黄河公路大桥及其连接线工程中的两座立交桥建设 ,取得了较好的经济效益。     

新型T形肋预应力混凝土叠合板抗弯性能试验研究

为研究腹板高度、翼缘厚度和钢筋支架间距对一种新型T形肋预应力混凝土叠合板的抗弯性能影响,对8块叠合板抗弯性能进行试验。对比分析了新型叠合板的抗弯刚度、抗弯承载力和破坏特征。研究结果表明:腹板高度、翼缘厚度对新型叠合板的抗弯性能影响较大,而钢筋支架间距的影响相对较小。试验结果与JGJ/T 258—2011《预制带肋底板混凝土叠合楼板技术规程》叠合板计算结果吻合较好。     

现浇混凝土空心楼盖试验研究

通过对四边简支拼装棚模现浇混凝土空心楼盖竖向均布荷载作用下的破坏试验,研究了空心楼盖的受力与变形性能,确定了极限承载力,提出了此类楼盖的破坏机构和设计施工建议。     

新型预制预应力混凝土梁装配框架节点受弯试验研究

对4个十字形梁柱节点试件分别进行了正、负弯矩作用下的受力全过程试验,考虑不同套管布置应力释放方案对节点性能的影响,结合GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》分析计算构件的受弯极限承载力、裂缝和挠度。结果表明:此体系节点的承载能力基本与现浇结构相当。正常使用荷载作用下最大裂缝宽度和加载点挠度值的理论计算结果与试验值一致,均能满足GB 50010—2010要求。梁端加设套管能有效减小梁顶混凝土的应力峰值,提高其抗裂性能,在满足预拉区梁顶混凝土不开裂的情况下,应力释放的套管布置越少越好。     

灌浆钢管桁架混凝土叠合板抗弯性能试验研究

为提高现有叠合楼板抗弯性能,满足大跨度结构要求,提出一种新型灌浆钢管桁架混凝土叠合板。通过对两块两端简支的叠合板进行均布荷载试验,研究了叠合板的变形性能、裂缝开展规律、承载力及破坏模态等,并对叠合板的抗弯承载力和变形性能进行了理论分析。试验结果表明:叠合板具有良好的延性,满足施工要求。     

装配式预应力混凝土结构梁柱组合件抗震性能试验研究

采用足尺模型试验方法对预压装配式预应力混凝土梁柱组合件在低周反复荷载作用下的开裂破坏形态、滞回特性、骨架曲线、刚度退化特征、耗能能力、梁端转动变形等抗震性能指标进行了系统研究。试验及理论分析结果表明,预压装配式预应力混凝土梁柱组合件具有较强的耗能能力,能够满足抗震设防的要求。由于预应力筋的作用,卸载后残余变形较小,恢复性能较好。梁柱结合部位是该节点的关键部位,经过合理的设计,采取必要的措施,还可改进其耗能能力。     

超高性能混凝土节段预制拼接梁受弯性能试验研究

为研究预应力超高性能混凝土(UHPC)拼装梁的受弯性能,完成了5片试验梁,研究参数主要为有、无拼接缝,键齿类型及预压应力。获取了试验梁的破坏模式、受拉区钢绞线应力增量、荷载-挠度曲线及应变分布规律。试验发现:试验梁均呈现典型的弯曲破坏,受压区UHPC均压碎,破坏时受压边缘的最大压应变可达7.2×10-3以上,无论是否设置拼接缝应变沿截面高度的分布规律基本满足平截面假定;与整浇梁裂缝不同,拼接梁的弯曲裂缝主要集中在拼接缝位置; UHPC试验梁均具有较好的延性,且拼接梁的延性优于整浇梁;预压应力会影响试验梁的开裂荷载,但对极限荷载的影响较小; UHPC拼装梁比同条件下整浇梁的抗弯承载能力低9%～15%,接缝构造对抗弯承载能力也有一定影响,多齿构件承载力比同条件下单齿构件的低4.5%,平齿构件承载力比多齿构件的低5.7%。基于试验分析发现美国国家公路交通管理学会AASHTO标准节段梁设计提出的接缝折减系数基本适合UHPC节段拼装梁,但折减系数还应与键齿类型有关。