预应力混凝土钢桁架叠合板受弯性能试验与理论研究

通过在预应力混凝土平板上增设钢桁架方式,提出一种预应力混凝土钢桁架叠合板,解决了现阶段其他类型叠合板用预制底板存在开裂荷载较低、临时支撑密集等问题。为研究不同桁架类型对预制底板及叠合板受弯性能的影响,对6块预制底板试件和4块叠合板试件开展了静力加载试验,得到其破坏特征、开裂荷载、挠度曲线及应变分布等。试验结果表明：钢桁架能够显著提高底板的开裂荷载,其中钢管桁架底板试件的开裂荷载最高,达到平板试件的194%以上,适用跨度最大达到9m;不同桁架类型底板试件的破坏模式存在一定差异,钢板桁架、钢管桁架和钢筋桁架预制底板的破坏特征分别为钢板屈曲、焊缝断裂及钢筋弯曲;钢桁架能显著增强底板及叠合层混凝土的整体受力及协同工作性能;桁架类型对叠合板的受弯性能影响较小,不同桁架类型叠合板的开裂荷载均相同,开裂挠度差异在10%以内。基于试验结果,建立了底板上弦失稳弯矩计算公式,并提出预制底板失效弯矩应取开裂弯矩与上弦失稳弯矩的较小值,计算值与试验值吻合较好。     

钢筋连接方式对叠合板抗弯性能影响研究

为了研究不同的钢筋连接方式对预应力混凝土叠合板的抗弯性能的影响,设计并进行了8个预应力混凝土叠合板的抗弯试验。采用足尺模型研究了预制混凝土底板间隙、端部连接钢筋直径、连接方式等因素对预应力混凝土叠合板抗弯性能的影响。结果表明,预应力混凝土叠合板的抗弯性能与预应力混凝土底板间隙、端部连接钢筋直径关系不大,而与连接方式有关;采用传统胡子筋连接的预应力混凝土叠合板的开裂荷载与极限承载力均明显大于采用端部连接钢筋连接的预应力混凝土叠合板,同时采用传统胡子筋连接的预应力混凝土叠合板的抗弯刚度更大,钢筋与混凝土粘结性能更好。试验中预制底板与后浇层混凝土的粘结锚固性能是影响预应力混凝土叠合板抗弯性能的关键因素,实际工程中预制底板表面的粗糙处理是必不可少的。     

预应力混凝土钢肋叠合板受弯性能试验与理论研究

预应力混凝土钢肋叠合板（PCCSSR）是一种抗弯刚度大、承载力高、加工方便的叠合楼板。PCCSSR的预制部分由预应力混凝土底板、钢腹板及混凝土上翼缘板组成。施工中首先将其预制部分作为浇筑叠合层的混凝土模板,承担施工阶段荷载,待叠合层达到强度后再整体受力。对7块足尺PCCSSR试件进行受弯试验,测得了板的荷载-挠度曲线、极限荷载、破坏模态、应变分布等。试验结果表明：PCCSSR的破坏形态为弯曲破坏,其受弯性能完全满足施工阶段要求,且具有较好的延性;与直线形钢腹板相比,波纹钢腹板具有更好的抗剪能力以及平面外刚度,可明显增大PCCSSR的抗弯刚度,使PCCSSR的整体受力性能更为优越。同时,对PCCSSR的抗裂性能、抗弯刚度和承载力进行了理论分析,理论计算结果与试验结果吻合良好。     

钢肋预应力混凝土叠合板试验研究与数值模拟

钢肋预应力混凝土叠合板(PCCSSR)是一种新型的叠合楼板,由预制混凝土底板、钢腹板和混凝土上翼缘组成,具有抗弯刚度大、承载力和生产效率高的特点.基于PCCSSR的抗弯试验,对PCCSSR在弹性阶段的抗弯性能进行了数值模拟分析,并得到了PCCSSR的开裂荷载和荷载-跨中挠度曲线.结果 表明,PCCSSR在施工期间具有足够的抗弯承载力和刚度,满足规范的要求;增加混凝土上翼缘的厚度可以明显提高PCCSSR的抗弯性能,合理的钢腹板开孔尺寸及间距和混凝土上翼缘局部削弱深度对PCCSSR的抗弯性能影响不大.同时,采用MATLAB得到了PCCSSR最为经济且力学性能优异的截面形式.对PCCSSR的制作、安装中存在的问题进行了分析,并给出了相应的解决方案.     

密拼接缝预应力混凝土钢管桁架叠合板试验研究

通过对8块密拼接缝预应力混凝土钢管桁架叠合板的静力加载试验,研究密拼接缝式叠合板在均布荷载下垂直预应力施加方向的整体受弯性能,并进行平截面假定验证。结果表明:预应力混凝土钢管桁架叠合板整体工作性能良好;二拼块叠合板裂缝只在跨中拼缝处出现,三、四拼块叠合板裂缝分布均匀,拼缝构造钢筋分担了横向受力钢筋的应力,尽管对开裂荷载提高作用不大,但可使裂缝分布细密均匀;极限荷载随叠合层厚度的增大而提高;密拼接缝叠合板远离拼缝处符合平截面假定。基于参数化分析得到垂直预应力方向抗弯刚度的主要影响因素有:预制底板厚度与叠合板厚度比h/H及预制底板宽度b;通过非线性曲面拟合,提出了垂直预应力方向的刚度影响系数计算式。     

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.     

预应力混凝土钢管桁架叠合板施工阶段性能分析研究

通过对3 m跨、6 m跨1.2 m板宽预应力混凝土（平板）叠合板、预应力带肋混凝土叠合板、钢筋桁架叠合板、预应力混凝土钢管桁架叠合板的对比,发现无论大小跨度,预应力混凝土钢管桁架叠合板的应用均占据显著优势。底板中施加预应力和钢管桁架的设置使预应力混凝土钢管桁架叠合板在施工阶段具有较大抗弯刚度。将底板厚度、桁架高度作为参数计算对比各种叠合板施工阶段抗弯刚度。对预应力混凝土钢管桁架叠合板,探讨钢管直径、壁厚对底板抗弯刚度、钢管长细比的影响。得出结论：预应力混凝土钢管桁架叠合板无论钢管是否灌浆在施工阶段都有较大优势,是否灌浆可根据抗弯刚度需求及施工水平确定。     

预应力预制拼装管廊接头抗弯性能分析

为了研究混凝土强度等级、预应力筋预应力值以及管廊侧壁厚度等因素对预制预应力综合管廊预应力筋接头抗弯性能的影响,进行了预制预应力综合管廊预应力筋连接接头试件单调静力加载试验,并采用有限元模型分析了混凝土强度、预应力筋预应力值、侧壁厚度对接头受力性能的影响.试验结果表明:接头的抗弯刚度和抗弯承载力随混凝土强度的增大而增大,...     

预应力混凝土带肋叠合板受弯性能试验与设计关键问题研究

预应力混凝土带肋叠合板(PCCSCR)是叠合楼板的一种，可实现长线生产，具有生产效率高、成本低、抗裂性能好、钢筋用量少、抗弯刚度大以及承载力高等优点。预应力混凝土带肋叠合底板采用免支撑施工，可进一步降低施工成本。对6块预制叠合底板和10块预应力混凝土带肋叠合板的足尺试件进行受弯试验，测得了相应的荷载-挠度曲线、荷载-应变曲线、裂缝开展及分布状况、破坏形式及相应的破坏荷载等。研究结果表明：预应力带肋叠合底板及叠合板的破坏形式均为弯曲破坏，其受弯性能能够满足施工阶段和使用阶段的要求，具有较好的延性；预应力混凝土叠合底板与后浇混凝土的协同受力性能良好，底板自然粗糙面即可满足叠合面的抗剪需求；预应力叠合底板带肋对减小底板施工挠度和提高底板刚度效果显著，且预应力叠合底板不开裂是免支撑设计的前提，通过合理设计，可以实现不同跨度免支撑设计的挠度限值要求。结合试验结果对PCCSCR的设计关键问题进行了分析，并总结提出了PCCSCR的设计流程。     

现浇层施加预应力叠合板力学性能分析

现浇层施加双向预应力的钢筋桁架混凝土叠合板（以下简称钢筋桁架混凝土叠合板）是一种半装配式结构。根据钢筋桁架混凝土叠合板静载试验及数值模拟结果,获得了其荷载-跨中挠度曲线、荷载-应变曲线。通过试验结果及模拟分析可知：在钢筋桁架混凝土叠合板正常服役过程中,其抗弯承载力及刚度均充足,符合规范要求;通过理论研究分析了支撑体系的安全性,并对钢筋桁架混凝土叠合板在现场堆放及运输过程中出现的问题提出了解决措施。     

大跨度预应力混凝土带肋叠合板力学性能试验研究与工程应用

为研究大跨度预应力混凝土带肋叠合板在不同支撑条件下的力学性能,以及长期荷载对板变形的影响,分别进行单块叠合板在两端简支和两端梁支座条件下的静力加载试验,以及由三块预制带肋底板密拼、叠合层整体浇筑的整体大板长期加载试验.试验结果表明:两端梁支座的预应力叠合板的初始刚度和板底开裂荷载均大于两端简支预应力叠合板,预制带肋底板与现浇叠合层混凝土粘结良好,未出现开裂和剪切滑移;整体大板变形随时间不断增加,加载历时一个月后,变形趋于稳定,同荷载作用下整体大板的跨中挠度是两端简支单块叠合板跨中挠度的23.6％,整体大板呈现出双向受力特征.     

预应力混凝土实心方桩抗弯性能试验研究

为了有效解决预管桩、预制方桩抗弯性能较差的现状,研发了预应力混凝土实心方桩,并进行抗弯性能方面的试验。极限破坏时,预应力混凝土方桩的跨中挠度明显大于部分预应力混凝土方桩以及预制方桩,表现出了良好的延性,且预应力混凝土实心方桩的抗弯性能明显优于部分预应力混凝土方桩以及预制方桩。     

部分预应力钢骨超高强混凝土预制梁疲劳性能试验研究

装配式混凝土结构是建筑工业化发展中较为新颖的结构体系,而预制混凝土梁作为此类结构的重要组成部分,深入研究其受力特点和破坏模式已成为工程领域的迫切需求。本文为研究部分预应力钢骨超高强混凝土预制梁的疲劳抗弯性能,分别对4根部分预应力钢骨超高强混凝土预制梁和1根部分预应力超高强混凝土预制梁进行了疲劳荷载作用下的抗弯试验研究,得到了荷载-挠度曲线和非预应力受拉钢筋的拉应变与疲劳次数的相关性变化规律,以及抗弯刚度的退化规律。结果表明:非预应力受拉钢筋疲劳断裂可以作为预制试件疲劳破坏的标志,等效应力水平是试件发生疲劳破坏的主要因素。此外,通过分析预制梁的刚度降低系数与疲劳次数、非预应力受拉钢筋应力幅值比与疲劳次数的关系曲线,以预测其疲劳寿命。     

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。     

板肋形式对预制带肋底板混凝土叠合板受弯性能的影响研究

为研究板肋形式对预制带肋底板混凝土叠合板受弯性能的影响,设计并制作2种不同板肋构造形式的预制带肋底板,即矩形肋底板与T形肋底板。对1块矩形肋底板叠合板、1块T形肋底板叠合板以及1块整浇板进行受弯性能静载对比试验,得到了其破坏形态、 荷载-跨中预应力筋应变曲线、荷载 跨中板顶面混凝土压应变曲线以及荷载 跨中挠度曲线,分析其破坏机理、变形特征以及裂缝分布规律。研究结果表明,3种不同板肋构造形式的试件在静力荷载作用下表现出相同的受力性能,增设板肋的叠合板能达到与整浇板相同的受弯能力。提出了预制带肋底板混凝土叠合板的开裂弯矩和极限弯矩计算式,计算值与试验值吻合较好。     

预制装配式栓钉连接件钢-混凝土组合梁抗弯性能试验研究

为适应装配式钢-混凝土组合梁的发展需求,研究了一种将带预制圆孔的混凝土板与焊接栓钉的钢梁安装定位后在预制孔内后填充高强填料以固定栓钉连接件的预制装配式钢-混凝土组合梁.通过梁式试验获得了该装配式组合梁的极限承载力、荷载-挠度关系、界面荷载-滑移关系以及截面的应变分布规律,并与普通现浇钢-混凝土组合梁的抗弯力学性能进行对比分析.试验结果表明:所有试验组合梁均发生弯曲破坏,装配式组合梁的抗弯承载能力稍好于现浇组合梁的抗弯承载能力.采用我国现行《钢结构设计标准》(GB 50017-2017)的组合梁塑性设计方法可偏于安全地预测该装配式组合梁的抗弯承载力,该组合梁预制装配方法可供工程实践参考.     

PK预应力混凝土双向叠合楼盖的试验研究

通过对 PK 预应力混凝土双向叠合楼盖的加载试验,研究了 PK 预应力混凝土叠合板的挠度、抗裂及双向受力性能,试验表明该叠合板具有良好的抗裂性能和整体性能,双向受力特征明显,可按整体双向板进行设计和计算;并根据试验数据分析了 PK 双向叠合板中荷载的传递规律,得出 PK 预应力混凝土双向叠合板的荷载传递规律基本满足现行规范要求。     

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。     

100MPa活性粉末混凝土梁抗弯疲劳性能试验研究

为进行预制预应力活性粉末混凝土道面板设计提供相关参数,采用一种强度为100 MPa的活性粉末混凝土,开展预应力-混凝土梁的疲劳性能试验;试验以抗弯拉强度的极限荷载为标准,取4种应力水平(0.70、0.75、0.80、0.85)下的荷载为疲劳荷载最大值,进行不同预应力(0、2、4 MPa)下的疲劳加载试验,并通过非接触式...     

波形钢腹板组合槽型梁静载试验与有效预应力分析

波形钢腹板组合槽型梁是一种新型下承式开口薄壁桥梁结构,对4片按照1/4相似比进行设计的试验梁进行两点对称加载和有限元分析,研究两组试验梁在对称荷载作用下的荷载位移关系、截面应变分布、裂缝发展规律和破坏形态等,分析张拉预应力和释放预弯力后试验梁底板混凝土的有效预压应力。研究表明：竖向荷载作用下试验梁符合平截面变形规律,应忽略波形钢腹板对抗弯刚度的贡献和底板混凝土对抗弯承载力的抵抗作用;试验梁混凝土受压区受限于上翼缘板,其应变分布为梯形而非常规的三角形分布;下承式槽型截面的中性轴偏低,波形钢腹板预弯钢梁反弹能够有效地对混凝土施加预压应力;采用波形钢腹板能有效提高槽型梁的预应力施加效率,文中建议的波形钢腹板组合梁预应力等效荷载法,能准确计算此类结构的混凝土有效预压应力;两组试验梁由于配筋量的不同分别发生塑性和脆性弯曲破坏;波形钢腹板组合槽型梁的自重轻、抗弯刚度较大、具有较好的延性和抗裂性能。