叠合板板侧凹槽拼缝连接受弯性能试验研究

为了提高叠合板构件的工厂化制作、运输吊装及现场施工效率，研发了新型凹槽拼缝连接叠合板.通过对8个叠合板试件进行足尺受弯性能试验和数值模拟分析，对比研究整体现浇板、后浇带连接叠合板以及凹槽拼缝连接叠合板的开裂弯矩、极限承载力、裂缝开展及分布、变形延性和破坏特征等受弯性能.结果表明，凹槽拼缝连接叠合板的受弯承载力略低于整体现浇板及后浇带连接叠合板.相较于C型连接，D型连接凹槽拼缝叠合板的受弯性能更好.随着凹槽长度的增加，凹槽拼缝连接叠合板的承载能力有显著提高.建立的有限元模型数值模拟结果与试验结果吻合较好，可以较合理地模拟叠合板的受弯性能.通过对影响叠合板D型凹槽拼缝连接受弯性能的参数分析，明确了叠合板凹槽拼缝连接的合理设计.     

分离式叠合板组合梁受力性能试验与模拟研究

分离式叠合板组合梁受力性能的研究可为新型组合梁的理论分析提供参考依据及借鉴作用。文章通过足尺分离式叠合板组合梁的静力试验,对试验梁的破坏形式、加载点处沿截面高度的纵向应变和跨中截面的挠度变化进行分析,并采用ABAQUS软件模拟分析了分离式叠合板组合梁受力性能的影响因素。结果表明:分离式叠合板组合梁中预制板拼缝的存在,削弱了试件的抗剪承载力,造成试件的剪切破坏,但在远离预制板拼缝处,叠合板的协同工作性能良好;分离式叠合板组合梁的受力性能随后浇层厚度的增加和栓钉间距的减小而提高,施工时的预制底板在钢梁上翼缘的搁置长度宜为40 mm;模拟结果与试验结果吻合较好,验证了数值分析模型的有效性与可行性。     

带抗剪键叠合板的力学性能

为研究带抗剪键叠合板的力学性能,基于试验和有限元模拟方法,通过对比抗剪键数量不同的叠合板荷载-挠度曲线,分析了设置抗剪键的必要性。通过对比带抗剪键叠合板与现浇板的受力过程,分析了叠合板的受力特点。提取了抗剪键剪力,分析了抗剪键破坏过程及剪力分布规律,并建立了剪力简化计算式。结果表明:抗剪键能明显提高叠合板的刚度和承载力;与现浇板相比,叠合板板底混凝土开裂和钢筋屈服时,板底混凝土第一主应力分布规律明显不同,而板底钢筋应力和位移分布规律相近;叠合板内各抗剪键剪力随荷载增加,先呈线性增加,后突然下降,抗剪键剪力值越靠近支座越大。最后,提出了抗剪键的布置方法。     

叠合式双向板挠度变化规律的试验分析与研究

针对两种不同的双向板,即叠合式双向板和普通全现浇双向板进行施加竖向荷载试验.共做四组双向板试验,其中一块为全现浇,另三块为叠合板,研究四边简支叠合式双向板在均布荷载作用下的挠度变化规律.试验结果表明,在板开裂之前普通双向板和两拼式叠合板的荷载-挠度曲线基本相同,可以直接使用弹性薄板理论计算两拼式叠合板的挠度,且进入弹塑性阶段后全现浇板的刚度退化较快.     

叠合式双向板钢筋受力性能的试验分析与研究

对叠合式双向板和普通全现浇双向板进行加载试验。实验分为三组,其中一组为全现浇,另二组为叠合板,研究四边简支叠合式双向板在均布荷载作用下的荷载-应变的变化规律。试验结果表明,在加载相同情况下,叠合板与现浇板的荷载——应变曲线很接近,说明叠合板具有较明显的双向板特性。同时,叠合式双向板在极限荷载标准值下的钢筋应力很小,远小于钢筋的屈服强度。因此,叠合板的配筋按现浇双向板配筋理论计算,是满足规范设计要求的。     

新型双向钢筋桁架叠合板底板受力性能试验研究

装配式建筑中,钢筋桁架叠合板作为主要受力构件应用广泛,然而,其底板在工地安装前经常出现开裂现象,导致叠合板无法使用。提出一种新型双向钢筋桁架叠合板,即在传统钢筋桁架叠合板上安装横向附加钢筋支架,从而提高叠合板的抗弯承载力。为了考察安装的横向钢筋支架对叠合板底板开裂状态和受力特性发挥的作用,分别对双向钢筋桁架叠合板底板和普通单向钢筋桁架叠合板底板进行静力加载试验,得到底板的开裂弯矩、裂缝分布及跨中挠度、应变等随荷载的变化规律。研究结果表明：在相同荷载作用下,相比于传统的单向钢筋桁架叠合板,双向钢筋桁架叠合板底板的开裂弯矩更大,裂缝发展更缓慢,跨中挠度、应变均较小,双向钢筋桁架能显著提高叠合板底板的抗裂性能,有效控制裂缝的开展。     

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。     

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．     

预制带肋薄板混凝土叠合板件受力性能试验研究

为便于工业化生产及现场拼装,对预制薄板（预制预应力混凝土矩形肋薄板）进行规格设计。进行2种不同跨度的4块预制薄板的静载试验,重点研究预制薄板的极限承载力、刚度及抗裂性能,结果表明：预制薄板满足施工阶段承载力要求,可作为无支撑体系模板。进行2块单跨叠合板件和1块两跨连续叠合板件的静载试验,重点研究叠合板件的整体受力性能、叠合面的抗剪性能以及连续叠合板件在支座处的弯矩调幅值,结果表明：叠合板件可按整浇板的计算方法进行承载力计算,连续叠合板件受力性能与现浇板相似。进行混凝土叠合板件两阶段受力截面应变分析,建议取底板厚度作为预制薄板考虑二次受力影响的计算高度。     

四边简支扩张网混凝土双向板试验研究

通过配置扩张网混凝土双向板与普通钢筋混凝土双向板对比试验,分析了构件受力的全过程,研究了构件的破坏机理与形态,对两者的开裂荷载、极限承载力、刚度等方面进行了比较。探讨了由于扩张网的特殊构造所带来的网丝与混凝土之间粘结应力的传递所独具的特点及其粘结机理,初步分析了粘结应力的传递规律及对扩张网混凝土板裂缝间距及宽度的影响。     

复合材料在板锥网壳结构中的应用

板锥网壳结构是一种受力性能合理，技术经济效益良好的新型空间结构形式。采用经典板壳理论，推导出正交叉对称层合板的单元刚度矩阵，对采用复合材料层合板的板锥网壳结构受力性能进行了分析。分析表明，板锥网壳结构采用复合材料新型板材具有更大的优越性。     

高强钢板组合螺栓抗拉性能有限元分析

高强钢板钻孔攻丝后替代螺母,与高强螺杆组合成一种新的单边螺栓连接副,可用于钢管柱框架节点.为研究钢板组合螺栓抗拉承载力和破坏机理,在本组试验研究的基础上对4类钢板组合螺栓共64个试件进行单调拉伸数值模拟,以板厚和螺杆直径为研究变量,包括Q345B、45号钢、Q460C和Q690D四种钢材和10.9级M16、M20、M24、M27和M30五种规格高强螺栓.结果表明:Q345B、Q460C和Q690D均可作为45号钢的替代材料;钢板组合螺栓在锚固可靠的条件下,可按螺杆螺纹极限抗拉荷载的70%作为其抗拉设计值;钢板较薄时,发生钢板螺纹滑牙破坏,螺栓拔出,螺杆最大应力位于锚固区,钢板向外凸起,凸起量大于支点间距的1/200;钢板较厚时,发生螺杆拉断破坏,螺杆最大应力位于构造区,两种破坏模式中钢板的最大应力均位于钢板螺纹第一扣处.为保证钢板组合螺栓不发生钢板螺纹滑牙破坏,建议Q345B钢板厚度不宜低于1.15d;Q460C钢板厚度不宜低于1.10d;Q690D钢板厚度不宜低于0.95d,根据弹性力学和螺纹传力机理推导高强钢板组合螺栓抗拉承载力公式,公式计算结果与有限元结果吻合良好,研究成果可为钢板组合螺栓的设计提供参考.     

双钢板-混凝土剪力墙轴心受压性能试验研究

双钢板-混凝土剪力墙是由钢板和混凝土通过抗剪连接件连接组成的新型竖向组合构件和抗侧力构件,其作为一种新型结构具有结构强度高、抗震性能好、施工方便快捷等特点。但对于这种新型结构,设计应用多以具体工程具体研究的方式进行,缺少专用的规范标准。为研究双钢板-混凝土剪力墙的轴向受力性能,完成了4片双钢板-混凝土剪力墙的轴心受压试验,分析了剪力墙在轴心荷载作用下的受力性能和破坏形态,探讨了不同距厚比和对拉螺栓数量对钢板局部屈曲、破坏形态以及承载能力的影响规律。试验结果表明,距厚比对墙体的局部屈曲、破坏形态有较大的影响,但对刚度和承载力影响并不十分显著。     

温度、湿度对钢筋锈蚀速度的影响

研究混凝土结构耐久性时，钢筋镑蚀速度是一个重要参数，其受很多因素影响，其中温度和湿度是两个重要的因素。通过试验对不同温度、湿度环境下钢筋镑蚀速度的变化情况进行了研究，分析了影响机理，并得出钢筋镑蚀电流密度与温度、湿度之间的定量关系，从而为进一步建立钢筋镑蚀速度模型打下基础。同时还对钢筋锈蚀速度的测定方法(线性极化法)进行了实际运用。     

Tensile fracture mechanism of claviform hybrid composite rebar

Based on the shear-lag theory, a hexagonal model of fiber bundles was established to study the tensile fracture mechanism of a claviform hybrid composite rebar. Firstly, the stress redistributions are investigated on two conditions: one condition is that interfacial damage is taken into account and the other is not. Then, a micro-statistical analysis of the multiple tensile failures of the rebar was performed by using the random critical-core theory. The results indicate that the predictions of the tensile failure strains of the rebar, in which the interfacial damage is taken into account, are in better agreement with the existing experimental results than those when only elastic case is considered. Through the comparison between the theoretical and experimental results, the shear-lag theory and the model are verified feasibly in studying the claviform hybrid composite rebar.     

钢-混组合加固梁承载能力试验研究

针对外包钢板钢—混组合结构加固方法中结合面传力机理及植筋、剪力钉数量对结构承载能力的影响问题,开展植筋、剪力钉布置不同的6组钢板—混凝土组合加固梁弯曲试验,比较植筋、剪力钉布置间距对构件的力学行为和承载能力的影响;根据试验数据以构件的破坏形态分析钢—混结合面的工作和破坏机理。结果表明：采用外包钢板加固法加固时,相对于原结构,加固的外包刚板刚度较大,对结合面的强度要求较高,通过灌浆料连接植筋、剪力钉的方式很难满足钢—混结构变形一致的要求,在一定范围内增、减剪力钉数量对加固结构的刚度和极限承载力基本没有影响,但可以防止钢板发生早期局部失稳,充分发挥外包钢板的刚度和承载能力。     

开孔波折板连接件在组合柱中连接性能的有限元分析

采用ABAQUS有限元软件,对已有的设置开孔板的型钢混凝土柱进行模拟分析,应用试验数据验证了模型的合理性.在此基础上,为了研究开孔波折板连接件在组合柱中的连接性能,对具有布置开孔波折板连接件的型钢混凝土柱进行有限元模拟,并将模拟结果与布置开孔板连接件的型钢混凝土柱的模拟结果进行对比,分析了型钢与混凝土接触面处的相对滑移及分布规律、两种连接件的受力情况.研究表明：在组合柱柱身上面布置相同高度的连接件,开孔波折板连接件的连接性能明显优于开孔板连接件.     

型钢混凝土边框内藏开洞钢板组合剪力墙抗震性能

为研究型钢混凝土边框-开洞钢板-混凝土组合剪力墙的抗震性能,进行了5个不同设计参数、不同构造措施剪力墙试件抗震性能比较试验研究.各试件的剪跨比均为1.5,采用低周反复荷载加载.基于试验,对比分析了各试件的承载力、刚度、延性、滞回耗能和破坏特征等.研究表明:与普通钢筋混凝土剪力墙相比,型钢混凝土边框内藏钢板组合剪力墙承载力高、延性好、刚度退化慢、耗能能力强;适当的内藏钢板厚度可改善型钢混凝土边框内藏钢板剪力墙的抗震性能;内藏钢板厚度相同时,设拉结钢筋试件的抗震性能优于焊接栓钉的试件.基于试验提出了型钢混凝土边框内藏钢板剪力墙的承载力计算模型,计算结果与实测值接近.     

波纹几何参数对人字形板式换热器内流动形态的影响机理

应用数值计算软件对人字形波纹板式换热器内板片间的流场进行了模拟.模拟结果验证了相关文献关于波纹倾角β对波纹板片间流体流动形态的影响规律：随着波纹倾角β由小变大，通道中的流动形态由“两组交叉流”转变成“曲折流”；模拟结果还发现波纹倾角β不是影响人字形板式换热器内流动形态的唯一因素，人字形波纹的其它几何参数也会影响到流体的流动形态.从流体沿波纹方向的流体动量分量和流动阻力共同作用的角度，探讨了波纹几何参数对人字形波纹板片间流体流动形态的影响机理.     

腹板嵌入式组合梁抗剪连接件拔出试验

为了研究腹板嵌入式组合梁中抗剪连接件的抗拔性能,考虑各影响因素,设计了6个拔出试件并进行了试验研究,得到了试件破坏特征及拔出力-位移关系曲线。建立了钢板连接件受拔出力作用的力学模型,分析了腹板厚度、横向钢筋直径及横向配筋率对拔出承载力的影响;结合钢板连接件的抗剪承载力,对这种连接件的抗拔性能是否满足腹板嵌入式组合梁的组合作用进行了验证;参照《钢结构设计规范》（GB50017-2003）中对栓钉连接件的要求,提出了腹板嵌入式组合梁中抗剪连接件的构造要求。结果表明,这种抗剪连接件具有较好的抗拔性能。