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.     

预应力混凝土叠合板受弯性能的试验研究

通过进行预应力混凝土叠合板受弯性能试验,研究了叠合板抗裂性及裂缝发展规律、挠度、承载力等结构性能。试验结果表明:在标准荷载作用下试件均未开裂,在正常使用状态下的挠度能够满足规范要求。因此,其开裂弯矩、极限承载力、挠度可按《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)进行计算。     

预应力混凝土空心叠合板试验

针对现有的一般预应力空心叠合板楼盖板较厚、自重较大等缺点,提出了一种新型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,分析了这种叠合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。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;其开裂弯矩、极限承载力、挠度可按《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2002)进行计算,为这种叠合板的设计和工程应用提供了依据。     

混凝土结构设计新旧规范中构件适用性分析结果比较

通过钢筋混凝土梁的加载试验,对GB 50010—2010和GB 50010—2002《混凝土结构设计规范》中给出的最大裂缝宽度和挠度计算公式的理论值进行了验证和比对。结果表明:正常使用极限状态时,依GB50010—2010求得梁的最大裂缝宽度比GB 50010—2002值偏小11%～22%,短期挠度值偏小约7.5%～10.5%;荷载达正常使用极限状态前,在同一荷载水平下依GB 50010—2010所得梁的长期挠度值小于GB 50010—2002值,偏小约为2.8%左右。     

钢筋混凝土叠合构件挠度计算研究

挠度计算是二次受力钢筋混凝土叠合构件的重要设计内容。我国GB 50010-2010《混凝土结构设计规范》基于解析刚度法和全荷载长期效应提出了以长期刚度为主要变量的挠度计算公式。本文主要研究了:配筋率、预制构件与叠合构件高度比、预制构件开裂弯矩与使用弯矩比、活载恒载比和附加挠度增大系数对长期刚度和挠度的影响规律,并提出了提高长期刚度,减小挠度的方法,以便应用于类似工程设计。     

大跨度叠合楼板底板试验及有限元分析

针对现有的大跨度预应力叠合楼板底板刚度较小或自重较大的问题,提出了一种新型的预应力叠合楼板底板。对3块相同的简支叠合板底板进行了静载试验,分析这种底板在静载作用下的挠度、裂缝、极限承载能力等特点,并用Ansys有限元进行了模拟。试验以及模拟表明:这种底板具有较高的刚度和较强的承载能力,其挠度、开裂以及极限承载能力可按《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)进行计算。     

预应力带肋叠合板力学性能试验研究

提出一种新型预制预应力带肋叠合板(简称预应力叠合板),适用于民用建筑装配式混凝土结构的楼板,为得到该预应力底板和预应力叠合板的荷载-挠度曲线、裂纹发展规律及破坏特征等力学性能,并为实际工程运用提供依据,采用均布加载方式进行试验研究。试验结果表明,预应力底板加载至施工荷载时,4. 5m板跨预应力底板跨中挠度为20. 50mm,满足施工要求,6. 4m板跨预应力底板跨中挠度为72. 13mm,需增设支撑;在正常使用荷载下,预应力叠合板跨中挠度小于规范限值,板底未开裂;在极限荷载作用下,新旧混凝土交界面结合良好,未出现裂缝、滑移等剪切破坏现象,预应力钢丝未发生滑移和脆断,有较大的安全储备。     

密拼钢筋桁架混凝土叠合双向板堆载试验研究

为研究密拼钢筋桁架混凝土叠合双向板的受力性能,进行了2块四边简支边界下的3.6m×3.6m叠合板堆载试验,研究了板的破坏模式、拼缝传力、刚度及承载力.试验结果表明:2个试件具有相似的破坏模式,板底裂缝形态均呈"米"字形,与现浇板存在差异;密拼接缝两侧按《钢筋桁架混凝土叠合板应用技术规程》(T/CECS 715-2020)要求配置桁架钢筋,能保证拼缝搭接钢筋有效传力,实现了板的双向受力;屈服荷载前,增加拼缝搭接钢筋可提高双向板的整体刚度;密拼试件的承载力实测值均不低于采用弹性薄板小挠度理论和极限平衡法计算的承载力.     

双向板裂缝及长期开裂挠度的有限元非线性分析

简述了受压混凝土的徐变基本理论和裂缝间受拉混凝土对开裂构件刚度硬化的分析模型,并解读了GB 50010—2010,ACI 318-08的EC 2∶2004有关裂缝和挠度计算条文的理论背景。其中,EC 2∶2004使用徐变系数φ(t,t0)、混凝土龄期调整弹性模量Ec(t,t0)和刚度插入系数ζ,三个反映徐变和开裂刚度的设计参数来计算裂缝宽度和长期挠度的半经验公式,既适用于梁,也适用于双向板。另外一个方面,由于双向板主应力方向随平面位置变化,使用植入φ(t,t0),Ec(t,t0)和ζ的板单元进行有限元非线性分析,是计算双向板裂缝和长期开裂挠度的通用方法。在列出了有限元非线性分析的基本流程后,作为一个算例,使用CSI. SAFE完成了地下室柱支撑双向顶板的截面设计及使用极限状态的裂缝和长期挠度的验算,并与板带分析法进行了对比。验证了GB 50010—2010与EC 2∶2004对于裂缝与挠度计算条文的适用性与局限性,并对双向板裂缝和长期挠度的计算方法给出了意见。     

钢筋桁架纤维水泥叠合板受弯性能试验研究

为研究新型钢筋桁架纤维水泥叠合板的受弯性能,对3块不同参数的叠合板试件进行静力加载试验,研究了施工阶段叠合板骨架体系的受力及变形特征,分析了使用阶段不同配筋形式试件的破坏形态、荷载-应变关系、承载力以及挠度变化。试验结果表明,施工阶段叠合板骨架自身刚度良好,可免设或少设临时支撑;使用阶段横向分布筋能够约束混凝土裂缝发展及叠合面粘结滑移,使纤维水泥板和混凝土板共同受力,提高了构件开裂、屈服及极限荷载;纤维水泥板在各阶段能有效承担和传递荷载,提高楼板整体刚度和承载能力;拼缝截面作为钢筋屈曲和混凝土最先开裂的薄弱处,应设置附加钢筋等构造措施。