镁晶板-钢筋混凝土叠合楼板耐火性能试验研究

镁晶板—钢筋混凝土叠合楼板的下层为预制新型耐火材料镁晶板,上层为现浇钢筋混凝土板。为了研究镁晶板—钢筋混凝土叠合楼板在不同荷载比下的耐火性能及耐火等级,对3块叠合楼板试件进行ISO-834标准升温下的受火试验,得到叠合板不同位置的受火时间—温度曲线和受火时间—跨中位移曲线。试验表明,叠合板具有良好的耐火性能,耐火极限可达到1.5 h以上。利用有限元软件ABAQUS分析了试件的耐火性能,通过与试验结果对比,验证了模型的可靠性,进而采用模型考察荷载比、镁晶板厚度、混凝土保护层厚度、钢筋和混凝土的强度对叠合楼板耐火极限的影响。分析表明,荷载比和镁晶板厚度对叠合楼板耐火极限影响较大。基于参数分析结果,给出不同荷载比和不同镁晶板厚度叠合板的耐火极限。     

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．     

装配式水泥混凝土路面板空心形式研究与优化

为减轻装配式水泥混凝土路面板块的质量, 采用有限元软件ABAQUS研究水泥混凝土空心板, 推荐装配式水泥混凝土实心板块的最佳长、宽、厚和圆形空心类型, 设计和优化圆形截面的局部尺寸, 分析圆形半径、圆形个数和圆心高度对板底最大弯拉应力、板块最大竖向位移、薄壁处最大压应力和剪应力的影响规律。采用熵权法和优劣解距离法进行多指标优选, 得出最佳空心组合为10个半径为60 mm、圆心高度为160 mm的圆形; 对比空心板与实心板, 发现空心板的性能与实心板差异很小, 且空心板质量可减轻970 kg。本研究提出的装配式水泥混凝土空心板以及相应的圆形空心类型和空心局部尺寸均是可行的。     

ＲＰＣ叠合简支梁受弯承载力分析

通过 ＲＰＣ叠合简支梁受弯试验,研究不同预制高度对试验梁正截面承载力的影响。结果表明：叠合面上下混凝土的应变符合后浇混凝土受压“应变滞后”现象;平截面假定对于 ＲＰＣ叠合梁同样适用;随着预制高度的减小,试件带裂缝受弯工作能力有所降低。考虑不同预制高度对受弯承载力的影响,推导了ＲＰＣ叠合梁正截面受弯承载力的建议式;考察了活性粉末混凝土叠合梁的界限受压区高度和最大配筋率。     

火灾后装配式钢筋混凝土梁抗弯性能试验研究

开展受火灾作用装配式钢筋混凝土结构承载性能的研究,对于推动装配式钢筋混凝土结构的应用与发展具有实践意义。文章设计了3根两端为预制部分,跨中钢筋采用灌浆套筒连接并后浇混凝土的足尺装配式钢筋混凝土简支梁试件,对其进行了经历火灾后的抗弯性能静载试验,观察分析了装配式钢筋混凝土梁经历火灾高温作用后的抗弯性能劣化规律以及装配后浇部位的整体工作性能。结果表明：升温过程中,试验梁截面内存在明显的温度梯度,距离受火面较远的测点温度达到峰值存在滞后性;常温及高温自然冷却后装配式钢筋混凝土梁受弯性能试验中,试件均发生了受拉钢筋屈服、梁顶受压区混凝土被压碎的正截面受弯破坏,后浇连接部位没有出现明显的异常破坏现象,装配连接的整体工作性能良好;受火作用时间对装配式钢筋混凝土梁的开裂荷载、抗弯刚度、极限承载力以及延性性能等有明显不利影响。在试验研究基础上,运用有限元分析软件,数值模拟分析了火灾后的装配式钢筋混凝土梁的静力抗弯性能,分析对比了试验结果,两者比较吻合。     

采用发泡聚苯乙烯保温砂浆芯材的夹芯叠合板受弯性能

为了提升装配式建筑预制夹芯保温叠合板（CSICPs）的工业化生产效率,从材料密度、吸水率、导热系数、抗压强度、抗折强度、压折比及软化系数等指标出发,借助正交试验设计方法,采用极差及方差分析,确定适用于夹芯保温叠合板的发泡聚苯乙烯保温砂浆（ETIM）的最佳配比. 在此基础上,针对2块ETIM夹芯保温叠合板、1块发泡聚苯乙烯（EPS）板夹芯保温叠合板及1块普通钢筋桁架叠合板进行受弯性能对比试验,分别从承载能力、荷载-挠度曲线、荷载-钢筋应变曲线及抗滑移性能方面展开分析. 结果表明：夹芯保温叠合板与普通钢筋桁架叠合板的受弯破坏过程类似,均经历弹性阶段、弹塑性阶段及破坏阶段;预制底板构造形式及芯材对夹芯叠合板的受弯性能有较大影响;采用ETIM芯材的夹芯保温叠合板的受弯性能优于采用EPS板的夹芯保温叠合板;钢筋桁架的配置对提升夹芯保温叠合板的受弯及抗滑移性能有较为显著的作用.     

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。     

ECC/钢筋混凝土叠合梁正截面受弯承载力试验与理论研究

为了探究ECC/高强钢筋混凝土叠合梁的正截面受弯特征,以及ECC层厚度对叠合梁整体受弯性能的影响,做了两组共5根梁试件的正截面受弯试验。发现与高强钢筋混凝土梁相比,叠合梁的承载力更高,相同荷载下的挠度值和最大裂缝宽度较小。在受弯全过程中其截面应变仍符合平截面假定,钢筋与ECC也可以实现协调变形,说明受拉区使用ECC可以使得高强钢筋的应力得到充分发挥。但ECC层厚度过大可能会使叠合梁发生脆性破坏。进一步地,在此研究的基础上,对已有ECC的本构模型进行简化,忽略其应力强化贡献,并运用叠加原理,提出一种用于计算ECC/钢筋混凝土叠合梁正截面受弯承载力的方法,将计算结果与试验结果及诸多文献结果进行比较,发现吻合度较高。     

柱支承筒芯内模现浇空心楼盖有限元分析

建立了柱支承筒芯内模现浇钢筋混凝土空心楼盖和对比实心楼盖的有限元模型,确定了单元类型和网格划分方案,分别对柱支承筒芯内模现浇钢筋混凝土空心楼盖和对比实心楼盖运用ANSYS软件进行了有限元分析,验证了有限元分析计算结果的正确性,并将柱支承筒芯内模现浇钢筋混凝土空心楼盖结果(应力、挠度)与对比实心楼盖相应结果进行比较,分析了柱支承筒芯内模现浇混凝土空心楼盖的变形特征,内力分布规律,可供设计人员参考.     

柱支承简芯内模现浇空心楼盖有限元分析

建立了柱支承筒芯内模现浇钢筋混凝土空心楼盖和对比实心楼盖的有限元模型,确定了单元类型和网格划分方案,分别对柱支承筒芯内模现浇钢筋混凝土空心楼盖和对比实心楼盖运用ANSYS软件进行了有限元分析,验证了有限元分析计算结果的正确性,并将柱支承筒芯内模现浇钢筋混凝土空心楼盖结果（应力、挠度）与对比实心楼盖相应结果进行比较,分析了柱支承筒芯内模现浇混凝土空心楼盖的变形特征,内力分布规律,可供设计人员参考．     

预制钢筋混凝土梁受压区侧面粘钢对短期刚度的影响

对12根预制钢筋混凝土梁压区粘贴钢板加固后的受力特性进行了试验研究,通过分析受压区粘钢对预制钢筋混凝土梁在正常使用极限状态下短期刚度和挠度的影响,并结合《混凝土结构加固设计规范》(GB50367-2006)给出的粘贴钢板加固受弯构件正截面计算承载力计算方法,本文提出了压区粘钢加固钢筋混凝土梁短期刚度的计算方法,供工程实践参考.理论计算与试验结果对比表明,所提出的计算方法具有较高精度.     

装配式槽钢组合梁中开孔钢板连接件力学性能

为研究新型装配式双拼槽钢-混凝土组合梁中开孔钢板剪力连接件(PSP剪力连接件)的力学性能,设计7组标准试件并开展推出试验,对比分析不同参数PSP剪力连接件的受剪承载力和破坏模式。利用ABAQUS非线性有限元模型对PSP剪力连接件的破坏模式和受力机制进行数值模拟,并与试验结果对比验证计算结果的可靠性。在此基础上,进一步分析开孔钢板厚度、开孔直径、混凝土强度、穿孔钢筋及连接件间距对PSP剪力连接件力学性能的影响。结果表明：除10 mm厚度的PSP剪力连接件外,所有4 mm与6 mm厚度的PSP剪力连接件均发生明显弯曲变形,试件破坏时连接件周围混凝土均出现斜向裂缝;开孔直径和穿孔钢筋对受剪承载力和抗剪刚度影响较小,而增加开孔钢板厚度、混凝土强度能提高剪力连接件受剪承载力和抗剪刚度;对于双排PSP剪力连接件,增大连接件间距能够显著提高单排PSP剪力连接件平均承载力,当间距为250 mm时,单排平均承载力达到单个PSP剪力连接件的91.2%。根据试验及有限元荷载滑移曲线提出装配式双拼槽钢-混凝土组合梁中单个PSP连接件荷载滑移曲线计算公式,为装配式双拼槽钢混组合梁的设计提供参考。     

两边连接钢板剪力墙与组合剪力墙抗剪性能

采用ANSYS有限元程序对两边连接钢板剪力墙与钢板组合剪力墙进行数值模拟分析.研究了不同高厚比下两边连接钢板剪力墙与钢板组合剪力墙抗剪静力性能的区别,分析了两种剪力墙的受力机理和破坏模式.结果表明:高厚比λ是影响两边连接钢板剪力墙抗剪静力性能的主要因素;高厚比较大的剪力墙所需要的能够完全限制钢板出平面方向位移的混凝土板厚度较小;预制混凝土板的存在改变了剪力墙钢板的受力模式,对薄钢板剪力墙尤为明显,钢板由拉力带承担水平荷载改变为截面受剪承担水平荷载.     

预埋角钢连接件的叠合板-钢梁装配式梁板节点抗震性能研究

为优化预制底板伸出胡子筋造成运输难度大、施工不便等问题,提出了一种带预埋角钢连接件的叠合板-钢梁装配式梁板节点,并将其与出筋的装配式梁板节点和不出筋的装配式梁板节点进行了低周往复荷载加载试验,并分析3组试件的破坏形式、滞回曲线、骨架曲线、割线刚度以及能量耗散的差异性,并基于有限元建立了单调荷载下梁板节点模型,将其与往复荷载下的节点横向抗剪承载力对比。结果表明：角钢连接件减小了钢梁与叠合板之间的相对滑移,起到抗剪连接件的作用,提高了钢与混凝土之间的组合效应和抗震性能;设置角钢连接件,避免了叠合板底板伸出胡子筋带来的施工不便等问题。往复荷载下的梁板节点的横向承载力比单向荷载下降低了20.6%;横向荷载下,角钢连接件的根部应力最大,角钢上的钢筋也参与了抗剪工作,起到了增强预制层与现浇层的叠合性能的作用。     

耐火钢-混凝土组合梁耐火极限和承载力

为了得到标准升温下耐火钢-混凝土组合梁截面抗弯极限承载力-时间曲线和一定荷载比下组合梁的耐火极限,基于舞钢耐火钢Q345-FR钢板高温力学性能试验结果,采用有限元方法对耐火钢-混凝土组合梁的抗火性能进行高温稳态分析和瞬态分析.考察混凝土板尺寸、钢梁截面尺寸、涂料厚度、荷载比等参数对高温下组合梁承载力和耐火极限的影响.提出耐火钢组合梁高温下承载力和耐火极限计算公式,公式计算结果与有限元结果非常吻合.将有限元计算结果与规程CECS200:2006方法的计算结果进行对比分析,结果表明规程方法偏于保守,受火时间越长,保守程度越大;建议将腹板和下翼缘的温度分开计算,修正后的规范方法计算耐火钢-混凝土组合梁的抗火性能更为合理.     

装配式T型钢空腹夹层板组合楼盖受力性能研究

为研究装配式T型钢空腹夹层板组合楼盖的受力性能,对其理论计算公式进行了推导,并利用ABAQUS有限元分析软件建立了四边简支承装配式T型钢空腹夹层板组合楼盖的有限元模型,探讨各影响因素对该组合楼盖抗弯承载力的影响程度。分析结果表明:钢板厚度和钢材强度等级的改变对组合楼盖抗弯承载力的影响十分明显,而上层浇筑混凝土板厚度的增加、混凝土强度等级的提高,及连接上层混凝土板与下部钢结构的栓钉间距的减小,对组合楼盖抗弯承载力有一定的影响。理论计算方法验证结果表明,将组合楼盖截面的整体弯矩按上、下肋构件截面的刚度进行分配,再分别按组合构件和拉弯构件进行设计计算的方法是可行的。     

CFRP板侧面嵌贴加固钢筋混凝土梁正截面受弯承载力计算方法

基于受弯截面的极限承载力状态分析,对CFRP板侧面嵌贴加固钢筋混凝土梁正截面受弯承载力计算方法进行了研究,提出了两种破坏模式,即CFRP板拉断破坏和混凝土压碎破坏,并对6根试验梁进行了单调静力试验,将试验结果与公式计算进行对比,结果表明,本文提出的在CFRP板侧面嵌帖加固钢筋混凝土梁在混凝土压碎和CFRP板拉断破坏下的正截面变弯承载力计算公式具有良好的适用性。     

用于盾构隧道进口的玻纤筋混凝土板的数值分析

通过ANSYS对用于盾构隧道进口的玻璃纤维筋混凝土双向板的受弯性能进行了非线性全过程分析,并对玻璃纤维筋混凝土双向板和钢筋混凝土双向板的受力机理进行了分析比较。结果表明,通过合理选择有限元数值模型,可以较好地模拟玻璃纤维筋混凝土双向板的受弯性能,玻璃纤维筋混凝土双向板的跨中挠度较大,但其极限承载力比钢筋混凝土双向板的高,可以满足盾构隧道进口处挡土墙的强度要求。     

装配式钢管混凝土柱–混凝土叠合梁连接节点试验研究

在装配式钢管混凝土结构中,钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁的连接方式较为复杂。首先设计一种钢管混凝土柱–混凝土梁连接节点,可以在工厂预制大部分构件,在现场进行装配,满足装配式施工要求。通过装配式施工制作5个梁柱节点试件,包括3个中间节点和2个端节点试件。对该5个节点试件进行试验研究,其中1个中间节点试件进行单调加载,考察节点的静力承载力与变形性能;其余4个试件进行低周反复加载,根据试验得出节点在低周反复荷载作用下的破坏特征及滞回曲线、延性系数、耗能能力和强度刚度退化规律等。结果表明:试件破坏位置均在叠合梁上,符合强柱弱梁及强节点弱构件的设计原则;叠合梁截面尺寸为200 mm×350 mm的试件滞回曲线较为饱满,没有明显的捏缩现象,延性系数介于3.77与6.60之间,平均等效黏滞阻尼系数为0.222,节点的抗震耗能能力较好;叠合梁截面尺寸为250 mm×450 mm的试件由于叠合梁中部箍筋没有加密,叠合梁发生了剪压破坏,节点耗能能力未得到充分发挥,可以通过加大箍筋加密区的长度提高节点的耗能能力;试件强度退化系数一般均大于0.9,表明强度和刚度退化比较稳定;所有节点试件的倒"T"形连接件钢板均没有屈服,其抗弯和抗剪承载力为钢筋混凝土梁1.3倍的设计,偏于安全。     

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。