隧道上层车道预制梁钢筋搭接试验研究

双层车道盾构隧道的全预制拼装有效提高隧道内部结构的施作效率与质量。传统装配式结构伸出预制构件的纵筋通常在后浇接头处通过焊接方式实现接头的连接传力,但对于盾构隧道内的双层车道结构,由于空间限制和道路线形影响,常规钢筋焊接方式施工难度大、效率低、施工质量难以保证。因此,有必要探索钢筋绑扎搭接方式,进一步提高快速化施工水平。对4根中间为后浇接头的预制混凝土梁进行四点纯弯试验研究,探究钢筋绑扎搭接情况下试件的破坏模式、承载能力、延性、刚度退化以及耗能能力。试验表明:在钢筋搭接长度为10倍钢筋直径的条件下,接头后浇特定钢纤维活性粉末混凝土的试件具有良好的力学性能,可为工程设计提供参考。     

预制再生块体混凝土板-梁连接的受弯性能研究及其工程应用

为提高装配式混凝土结构中预制板、梁的现场施工效率,提出了带外伸齿条的预制板。开展了4个预制装配再生块体混凝土板-梁试件和2个整浇再生块体混凝土板-梁试件的受弯试验,考察了制作方式、板厚及外伸齿条数量对板-梁连接负弯矩区受弯行为的影响,并在某办公楼建筑中对该板-梁连接技术进行了试点应用。试验结果及工程实践表明：预制装配板-梁试件的最大裂缝出现位置与整浇板-梁试件不同;预制装配板-梁试件的极限荷载要高于整浇板-梁试件,但板端外伸齿条数量对极限荷载影响很小;相比于整浇板-梁试件,板厚增加对预制装配板-梁试件极限荷载的提高幅度偏小;与传统预制板、梁的现场拼装相比,带外伸齿条的预制板与预制梁拼装时无需板下临时支撑,可提高施工效率,节省施工成本。     

装配预制梁抗弯承载力试验研究

为研究装配预制梁抗弯承载能力和变形性能,制作3根装配预制梁及1根对比梁进行混凝土梁的抗弯承载力试验研究,分析不同现浇企口连接的装配预制梁力学性能。研究表明,装配预制梁的破坏形态及变形能力满足设计要求,开裂荷载和极限荷载与整浇对比梁基本相同,同时根据试验数据找出了装配预制梁的预制段长度的适宜范围。     

螺栓连接预制混凝土梁-板子结构抗连续倒塌机理研究

为研究螺栓连接预制混凝土(PC) 结构的抗连续倒塌性能,制作一个两跨1/3缩尺的螺栓连接PC梁-板子结构试件,采用堆加均布荷载与Pushdown相结合的加载方式研究其在受力过程中的开裂模式和抗力曲线。结果表明：螺栓连接PC框架具有较好的变形能力;在加载初期试件抗力主要由梁和板的抗弯机制提供;与RC结构不同的是压拱机制作用对PC梁抗倒塌贡献较少。由于梁柱节点部位螺栓附近混凝土容易发生撕裂破坏导致预制梁提早退出工作,但板中钢筋网在大变形阶段可以发展拉膜机制使得子结构可以继续承受荷载,不至于发生倒塌破坏。通过有限元软件LSDYNA建模,进一步分析了螺栓连接PC结构的预制梁与板(预制板和后浇叠合层)对结构抗力的贡献。有限元分析表明,预制板及后浇叠合层在加载初期的抗力贡献高达87%,在大变形阶段由于叠合层钢筋网发展拉膜机制,其抗力贡献也高达72%。     

螺栓连接预制混凝土梁-板子结构抗连续倒塌机理研究

为研究螺栓连接预制混凝土(PC)结构的抗连续倒塌性能,制作一个两跨1/3缩尺的螺栓连接PC梁-板子结构试件,采用堆加均布荷载与Pushdown相结合的加载方式研究其在受力过程中的开裂模式和抗力曲线。结果表明:螺栓连接PC框架具有较好的变形能力;在加载初期试件抗力主要由梁和板的抗弯机制提供;与RC结构不同的是压拱机制作用对PC梁抗倒塌贡献较少。由于梁柱节点部位螺栓附近混凝土容易发生撕裂破坏导致预制梁提早退出工作,但板中钢筋网在大变形阶段可以发展拉膜机制使得子结构可以继续承受荷载,不至于发生倒塌破坏。通过有限元软件LSDYNA建模,进一步分析了螺栓连接PC结构的预制梁与板(预制板和后浇叠合层)对结构抗力的贡献。有限元分析表明,预制板及后浇叠合层在加载初期的抗力贡献高达87%,在大变形阶段由于叠合层钢筋网发展拉膜机制,其抗力贡献也高达72%。     

装配整体式地铁车站横断面方向梁板柱中节点抗震性能研究

为评价装配整体式地铁车站整体抗震性能及推动预制拼装技术在地下结构中的应用与发展,以北京某装配整体式地铁车站实际工程为背景,设计并制作了一个车站横断面方向的足尺预制拼装梁板柱中节点和一个作为对比分析的现浇整体梁板柱中节点。采用低周循环加载试验的方法研究了梁板柱中节点的破坏形态、滞回特性、承载力、变形能力、耗能能力以及刚度退化等。试验结果表明:预制拼装梁板柱中节点与现浇整体梁板柱中节点的破坏形态略有不同,现浇整体梁板柱中节点的裂缝分布均匀,主要分布在加载板及连接梁区域,而预制拼装梁板柱中节点的裂缝分布较为集中,主要分布在加载板(叠合板)及预制构件拼装连接部位,尤其是叠合板的现浇与预制构件的连接区域。预制拼装梁板柱中节点与现浇整体梁板柱中节点的承载力、初始刚度及耗能能力基本相当,且预制拼装梁板柱中节点的位移延性系数约为现浇整体梁板柱中节点的1. 6倍。基于预制拼装构件的连接方式及构造特点,对灌浆套筒和拼装连接缝进行简化处理,并对试验节点进行了有限元分析。分析结果表明,两者的破坏形态和骨架曲线与试验结果吻合较好,预制拼装梁板柱中节点的抗震性能与现浇整体梁板柱中节点的抗震性能基本相当。试验和数值分析结果均为预制拼装结构在地下结构中的应用奠定了基础。     

装配预制梁承载力试验研究

为研究企口现浇装配预制梁正截面抗弯及斜截面抗剪性能,制作4根装配预制梁与2根整浇对比梁进行抗弯、抗剪承载力试验。分析装配梁企口形式、位置的不同对其承载力、裂缝开展情况、破坏过程、挠度曲线、钢筋及混凝土应变规律的影响。试验表明:裂缝在装配梁企口处发展较快,企口截面刚度有所降低,装配梁的破坏过程和变形能力与整浇梁相似,开裂荷载和极限荷载与整浇梁基本相同。     

部分预制装配型钢混凝土梁受弯性能试验研究

为充分发挥型钢混凝土在受力性能及预制装配结构在施工等方面的优势,提出两种部分预制型钢混凝土梁。通过7个T形截面梁试件的弯曲静力试验,对部分预制装配型钢混凝土梁（PPSRC）、部分预制装配型钢混凝土空心梁（HPSRC）及全现浇型钢混凝土梁（SRC）的受弯破坏形态和承载能力进行对比分析,研究了预制装配、梁截面空心和现浇混凝土强度对PPSRC梁和HPSRC梁受弯性能的影响。研究结果表明：HPSRC梁和PPSRC梁具有相似的受弯承载力与破坏形态,预制装配与截面空心对两种梁的受力性能影响较小;随着现浇混凝土强度的提高,HPSRC梁和PPSRC梁的受弯承载力均有所提高;对两种部分预制装配型钢混凝土梁进行截面受弯承载力分析,其计算结果与试验结果吻合较好。     

预制叠合板后浇暗梁加强节点装配道路设计

从"装配道路建造,强化连接节点"的技术角度,介绍了一种预制叠合板后浇暗梁加强节点道路构造设计,主要分为预制叠合板后浇节点道路和预制叠合板后浇暗梁加强节点道路。在道路建造中采用叠合技术,主要包括叠合梁和叠合板在构造上的有效结合,预制加现浇技术,实现快速道路铺装技术水平。整体从结构构造设计及技术要点等方面进行深化设计,为我国装配式道路建造提供理论支撑。     

新型装配整体式混凝土梁板节点试验研究

为考察新型装配整体式结构的混凝土梁板节点沿叠合面配置格构钢筋和拉毛处理等构造措施的可靠性,本研究分别制作了2组不同板厚装配叠合梁板节点和2组不同板厚现浇梁板节点进行足尺单调静力加载试验,测试了梁板节点混凝土和钢筋的应变、节点荷载-挠度关系等,并根据其受力过程分析破坏模式。研究认为按照等强度条件设计的装配叠合梁板节点的破坏模式与现浇构件基本相同,本研究的叠合梁板节点连接构造满足承载能力和正常使用极限状态的要求,表现出良好的力学性能。     

新型装配整体式楼板的构造及挠度分析

针对装配整体式楼板,本文提出一种新的设想,即"预制预应力混凝土空心板+后浇板带";它减去了传统叠合板上的后浇层,为实现楼板的整体性、保证板的整体刚度,在梁与板、板与板的连接部位浇注后浇板带。本文利用ANSYS有限元程序分析了装配整体式楼盖的竖向受力性能,和实验结果做了对比,并提出了装配式楼板挠度的合理计算方法。     

装配整体式混凝土梁-柱子结构角柱失效后承载能力试验研究

钢筋混凝土框架结构在角柱失效后,与失效角柱相连的两边梁处于弯剪扭复杂受力状态,其承载能力不同于纯弯构件。为评估装配整体式混凝土框架结构在角柱失效后边梁的承载能力,对5个装配整体式梁 柱子结构试件与1个整体现浇梁-柱子结构试件进行单调静力试验。对于装配整体式子结构,考虑了3种节点连接形式（90°弯钩连接、开槽水平搭接、锚固板焊接）和3种扭弯比受力状态（0、0.127、0.254）。通过对比各子结构的破坏形态、承载能力与延性,分析了扭弯比及节点连接形式对边梁承载能力的影响,对比了装配整体式子结构与整体现浇子结构在复杂受力状态下的性能差异。结果表明：在弯扭作用下装配整体式叠合梁承载力随着扭弯比的增加而降低;扭弯比为0.127∶1与0.254∶1时,结构承载力比纯弯结构分别降低了15.9%与40.4%;节点连接形式为90°弯钩连接时,装配整体式叠合梁在复杂受力状态下的性能可以认为与整体现浇梁的相同。     

新型装配整体式板-钢框架结构模型振动台试验研究

为了研究新型装配整体式板-钢板剪力墙钢框架结构的抗震性能,对一个非对称体型新型装配整体式板-钢板剪力墙钢框架结构进行了1/4整体模型模拟地震振动台试验,试验得到结构在地震动作用下的加速度响应、位移响应以及应变响应;该结构能够满足抗震规范的要求,加载到罕遇地震时,混凝土板出现了局部微裂缝.不浇现浇面层的装配式整体式预制楼板与工字钢梁连接良好,新型装配整体式空心板表现出较好的抗震性能.本文分析了强烈度地震作用下结构的地震反应、破坏形态,给出了结构薄弱部位的构造设计意见,为同类结构的抗震设计提供了试验依据.     

预制拼装综合管廊接头剪切试验

以上下分块预制拼装综合管廊接头为试验对象,采用足尺试验方法对钢筋混凝土管片接头的弹性工况性能、极限承载力进行研究。着重分析不同轴力下接头的剪切刚度规律,并对接头结构极限承载能力和对接头基于破坏模式的优化进行讨论。试验结果可指导上下分块预制拼装综合管廊设计,并在其他明挖地下结构(如明挖隧道)预制拼装中具有潜在应用。     

部分预制装配型钢混凝土梁受剪性能试验研究

设计制作了15个部分预制装配型钢混凝土梁试件及2个全现浇型钢混凝土梁试件,并对其进行了静力试验,对处于正、负弯矩区段的部分预制装配型钢混凝土梁和采用蜂窝型钢的部分预制装配型钢混凝土梁的受剪性能进行了研究。通过分析试件的破坏过程、箍筋应变、荷载-转角曲线,对不同参数下试件的破坏形态、破坏机理和承载能力进行研究。结合试验研究结果,对影响预制装配型钢混凝土梁受剪性能的主要因素进行了分析。结果表明：部分预制型钢混凝土梁中预制部分与现浇混凝土能够很好地共同工作,部分预制梁受剪性能与现浇型钢混凝土梁无明显差别。     

装配式预制混凝土框架结构缩尺模型拟动力试验研究

对一个单层、单跨、三榀、采用橡胶垫螺栓连接梁柱节点的装配式预制混凝土框架结构1/2缩尺模型进行拟动力试验,研究该结构在地震作用下的破坏模式、变形、滞回、耗能、强度、刚度等抗震性能。试验结果表明:此类装配式预制混凝土框架结构具有较好的抗震性能;采用橡胶垫螺栓连接的梁柱节点在试验中工作状态良好,而采用焊接连接的板梁节点在试验中破坏严重;屋面板与梁的焊接节点是此类结构的抗震薄弱环节。建议今后工程设计中对此类结构的板梁连接节点进行加强或采用柔性连接。     

某装配式混凝土结构施工要点

PC构件现场吊装和连接是装配式混凝土结构最关键的施工工序。以某装配整体式混凝土结构工程项目为依托,基于其预制率高、预制构件类型多的特点,针对框架柱、叠合梁、叠合板等多种PC构件,对其现场检验、吊装技术以及套筒灌浆连接、后浇混凝土连接等节点连接技术进行研究,有效控制PC构件现场施工质量,为类似高预制率装配式混凝土结构施工提供参考。     

预制预应力综合管廊受力性能试验研究

以2010年上海世博会园区综合管廊工程为背景,通过接头和整体结构足尺模型的单调静力试验,对采用预应力筋连接的预制预应力综合管廊的受力性能进行了较为系统的研究。接头试验研究结果表明:采用预应力筋连接的预制预应力综合管廊接头的受力过程分为消压、屈服和极限破坏三个阶段;破坏形态为预应力筋首先屈服,随后受压区混凝土压碎;破坏机制为桁架机制;接头抗弯承载力为设计弯矩的2.1倍,抗弯刚度随外荷载的增大而减小;接头试件的位移延性系数达到2.8,接头拼缝的转角延性系数达到3.1。整体结构试验研究结果表明:在四侧壁等值对称荷载作用下,采用预应力筋连接的预制预应力综合管廊整体结构的受力过程可分为开裂、屈服和极限破坏三个阶段;破坏形态为接头与整浇侧壁端部截面屈服,结构形成塑性机构,达到承载能力极限状态;破坏机制为弹簧铰闭合框架机制;整体结构试件的极限承载力为设计荷载的3.2倍;整浇侧壁和含拼缝侧壁的位移延性系数分别达到3.87和2.91。本文研究成果为2010年上海世博会园区综合管廊建设以及预制预应力综合管廊的推广应用提供了技术依据。     

装配整体式内浇外挂结构体系施工问题探讨

装配整体式内浇外挂结构体系主要由预制外挂墙板、预制楼梯、预制楼板、预制梁、预制内隔墙、预制空调板等构件进行装配,主体剪力墙结构采用现浇而成。本文通过一幢实验楼的建设,对该体系存在的各种常见问题加以分析和解决,这对大面积推广该体系有着重要实践意义。     

装配整体式综合管沟连接部位的抗弯试验研究

现有综合管沟的施工方式主要有明挖现浇与全预制拼装,但均存在着基坑开挖量、回填量大等问题,因此设计了1种新型装配整体式综合管沟。该综合管沟的预制构件为带外伸平板的预制管节,接头处采用预制外伸平板与现浇混凝土相结合的连接方式,对接头连接构造进行了重点设计,并进行了接头的抗弯试验研究。该研究结果认为,转型的连接方式可以保证接缝处的承载能力与防水性能满足设计要求。