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。     

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T形肋底板混凝土叠合板弯曲疲劳性能试验研究

为研究T形肋对混凝土叠合板弯曲疲劳性能的影响,进行了预制T形肋底板混凝土叠合板和整浇板的弯曲疲劳性能对比试验。通过对比试验得到了不同疲劳循环加载次数下的跨中挠度、混凝土应变、预应力筋应变、残余变形等,研究了试件在疲劳循环荷载下的刚度退化情况、荷载 应变分布、裂缝分布及残余承载力等。结果表明：经历200万次疲劳作用后,预制T形肋底板混凝土叠合板无明显刚度和承载力退化,增设T形肋的叠合板能达到与整浇板相同的疲劳性能。基于试验结果,给出了预制T形肋底板混凝土叠合板正截面弯曲疲劳强度计算假定以及正截面弯曲疲劳应力验算方法。     

带型钢肋预制混凝土底板和叠合板的试验研究

为研究一种新型预制型钢肋底板混凝土叠合板的受力性能,以跨度、肋高、肋宽、型钢厚度作为主要变量,对4块带型钢肋预制混凝土底板和2块叠合板进行了静载试验,得到了底板和叠合板的破坏形态、荷载-挠度曲线、型钢荷载-应变曲线,分析了其破坏机理、变形特性以及裂缝发展规律。结果表明,型钢肋与混凝土整体受力较好;增大试件肋宽、肋高均使得试件刚度和抗裂性能提高,增大试件跨度会降低其极限承载力、刚度和恢复性能;采用自然粗糙面的叠合面抗剪性能良好,可达到与整浇板相同的受力性能。     

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。     

预应力混凝土叠合空心楼板静力性能试验研究

结合现浇空心楼板与叠合楼板的优点,提出在一种预应力叠合楼板中布置筒芯内模形成的叠合空心楼板。进行了预制带肋底板叠合空心楼板、矩形底板叠合空心楼板及现浇空心楼板3种截面形式,2种截面尺寸分别为230mm×500mm、300mm×600mm的10块板带在单调荷载作用下的足尺模型试验。通过改变预制底板类别、筒芯内模的直径及其布置方式,对叠合空心板带的破坏形态、截面整体工作性能、正截面受弯承载力、短期刚度、叠合面水平受剪性能等进行了研究。结果表明：从开始加载到破坏,叠合空心楼板与现浇空心楼板表现出相似的受力特点和变形特征,按筒芯最薄弱翼缘处的工形截面计算叠合板的开裂荷载、正截面受弯承载力、平均裂缝间距等与实测值吻合较好;在所研究的板厚范围内,筒芯直径大小及布置方式的变化并未造成叠合面出现滑移开裂的现象,但不同程度地削弱了试件的受拉刚化作用,建议叠合空心楼板开裂后的短期刚度取控制截面的开裂刚度。通过叠合面受力分析,将横孔板顺筒肋宽度和上、下翼缘厚度的计算限值与楼板实际构造尺寸进行对比,实际工程中叠合面的抗剪强度可满足安全使用要求。两种预制底板预应力混凝土叠合空心楼板与预应力现浇空心楼板的总体受力性能较为接近,均可满足工程设计要求。     

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。     

GFRP肋式剪力连接件受力性能对比试验研究

剪力连接件是保证GFRP混凝土组合梁/板中两种不同材料共同工作的重要构造,设计了矩形肋和T形肋两类GFRP肋式剪力连接件,进行了3组共8个GFRP肋式剪力连接件的推出试验,包括:矩形肋开孔、T形肋开孔、T形肋不开孔3组GFRP肋式剪力连接件,得到了其破坏形态、极限承载力、荷载滑移曲线及荷载应变变化规律,重点研究肋内开孔及肋的截面形式对GFRP肋式剪力连接件受力性能的影响。试验结果表明:GFRP肋式剪力连接件的破坏形态均为混凝土劈裂破坏;对比矩形肋开孔试件,T形肋开孔试件强度高、延性好;对比T形肋不开孔试件,T形肋开孔试件强度与延性均能提高。基于试验结果,建立了考虑肋内开孔及肋截面形式影响的GFRP肋式剪力连接件极限承载力计算公式,拟合得到了GFRP肋式剪力连接件的荷载滑移曲线上升段的理论模型,建立了其抗剪刚度计算公式。     

轻骨料混凝土叠合板受力性能试验研究

设计4种不同形式的叠合板,预制板和现浇部分都采用轻骨料混凝土。通过受弯性能试验,得到轻骨料混凝土预制板和叠合板的变形发展规律及破坏特征。基于试验现象和数据,分析试件在各级荷载下的承载性能、荷载-跨中挠度曲线及裂缝开展情况。结果表明:轻骨料混凝土预制板和叠合板结构性能良好。预制板与现浇混凝土之间有很好的黏结力,叠合面完全满足抗剪要求,为该类型叠合板的深入研究和工程实际应用提供参考。     

预制预应力混凝土叠合板无筋叠合面疲劳性能的试验研究

通过静载试验及疲劳试验,研究预制预应力混凝土叠合板无筋叠合面在长期疲劳荷载作用下的粘结性能,以及叠合板整体工作性能.     

倒“T”型预制底板叠合板试验研究

为推动再生类混凝土在结构工程尤其是工业化建造中的应用,结合实际工程中常用的倒"T"型板构件,提出一种预制层为钢纤维再生类混凝土、现浇层为普通混凝土的叠合板(半再生-半普通混凝土叠合板),并开展了3块足尺叠合板和3块足尺预制底板试件的静载受弯试验及双面剪切试验研究,对比分析了该类叠合板与普通混凝土叠合板及预制底板受力性能异同,研究了其承载力、变形特征以及不同混凝土材料所形成的叠合面协同工作性能。结果表明:半再生-半普通混凝土叠合板与普通混凝土叠合板受弯破坏过程类似,均经历了弹性、弹塑性及破坏三个阶段,具有较高的承载能力,且叠合面黏结良好,均未出现脱离、空鼓及滑移等现象,具有良好的协同工作性能,可满足一般民用建筑荷载设计要求。     

叠合整体式混凝土剪力墙轴心受压性能研究

通过对1个现浇和7个叠合整体式混凝土剪力墙足尺试件的轴心受压试验,考察了其在轴心荷载作用下的受力性能、破坏模态和承载力,分析高厚比、预制部分截面面积占全截面面积比例（预制率）和预制薄板板肋方向等因素对剪力墙试件轴心受压性能的影响。结果表明,叠合整体式混凝土剪力墙破坏模态分为叠合面开裂破坏和轴心受压破坏两种：叠合面开裂破坏前,有明显的开裂现象,破坏过程平缓,试件承载力较低;轴心受压破坏前,试件表面无明显的裂缝产生,破坏过程突然,承载力较高。墙体高厚比对试件的承载力影响不明显;预制率越高,压缩刚度越大,墙体竖向变形越小;预制薄板板肋对叠合墙受压性能影响较小。针对叠合整体式混凝土剪力墙轴心受压破坏模态,总结中、美两国规范及已有研究中的轴心受压构件承载力计算公式,给出了叠合整体式混凝土剪力墙的轴心受压承载力简化计算式,其计算值与试验值吻合较好。     

新型不出筋拼缝混凝土叠合板受弯性能试验研究

提出两种预制底板不伸出钢筋的新型拼缝，即阶梯拼缝和弧形螺栓拼缝，并针对两种新型拼缝和后浇带拼缝开展了混凝土叠合板试件的静力加载试验。通过试件的破坏过程和形态、应变分布特征、荷载-挠度曲线、特征荷载值的对比，研究了后浇层厚度、拼缝附加钢筋的配筋设置、拼缝形式对叠合板受弯性能的影响。结果表明：两种新型拼缝可以防止拼缝处的裂缝沿叠合面横向发展而过早破坏；抗弯刚度和承载力随钢筋屈服强度的增大及后浇层厚度的增大而增大；阶梯拼缝板可以达到与后浇带拼缝板一样的受弯性能。结合试验数据，提出了两种新型拼缝的配筋设计方法。     

装配整体式双向密肋空心板疲劳性能分析

在总结归纳已有结构板疲劳试验的基础上,对装配整体式双向密肋空心板的正截面疲劳性能进行了理论分析,提出了装配整体式双向密肋空心板正截面弯曲疲劳强度计算及验算公式,并通过肋梁下部钢筋疲劳应力幅计算值、实测值及规范限值来验证公式的可行性。计算了基于跨中挠度反算法的疲劳刚度,并与试验数据进行对比,分析了板件疲劳后刚度退化规律。通过对预制底板钢筋的疲劳应力幅值计算及验算结果分析,提出了多项设计加强措施。通过基于刚度退化的疲劳损伤定义,选取了符合刚度退化规律的函数形式,得到了可用于计算板件刚度退化程度的公式,给出了板件疲劳后刚度计算以及疲劳性能预测方法。结果表明:当板件疲劳后刚度退化到弹性刚度的20%时,板件即达到疲劳寿命,进入疲劳破坏阶段;当装配整体式双向密肋空心板用于需要考虑疲劳荷载作用结构时,可以保证该新型空心板结构整体疲劳性能;所得结论为该新型板在立体停车场、工业厂房楼板以及大跨组合桥面板等结构中的应用提供可靠依据。     

装配式地铁车站单面叠合侧墙受力性能试验研究

为提高地铁车站施工效率,研发了装配式地铁车站单面叠合侧墙,分别制作了缩尺比例为1∶2的叠合试件和现浇试件,并进行了抗弯试验。结果表明：现浇试件和叠合试件呈现出相同的破坏形态,两者的荷载-挠度曲线基本接近,抗弯性能相近;叠合试件的叠合面未出现明显破坏,且截面钢筋应变分布仍满足平截面假定,叠合试件的整体性较好;装配式地铁车站单面叠合侧墙具有“等同现浇”的受力性能,可应用于实际工程。     

双钢筋叠合楼板结构性能的检验

叠合楼板是一种较新的结构形式，本文介绍对其进行的结构性能试验检验。包括预制底板在施工荷载下的受力性能；叠合面及横向拼接接头的联结质量；现浇叠合板的挠度，抗裂能力，裂缝宽度发展情况以及破坏形态及承载能力等。     

小剪跨比混凝土叠合框架梁梁端抗震性能试验研究

设计了8个剪跨比为1.42、配置HRB500高强纵筋的混凝土叠合框架梁梁端试件,对其进行了低周反复加载试验,研究了叠合梁的裂缝发展特征、破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、位移延性等抗震性能以及极限承载能力,分析了配箍形式和结合面类型对叠合梁抗震性能的影响。试验结果表明:叠合试件的水平叠合面和结合面出现开裂和滑移,其滞回曲线出现捏拢,耗能和承载力均小于整浇试件,但其位移延性系数大于整浇试件;受弯破坏试件的位移延性系数为4.2~8.3,剪压破坏试件的位移延性系数为2.4~6.4;达到极限承载能力前,所有试件的高强纵筋均受拉屈服,剪压破坏试件的箍筋也受拉屈服;按规范GB 50010-2010计算的叠合试件承载力与试验值之比的平均值为0.82,受弯破坏的叠合试件与整浇试件的承载力之比的平均值为0.85;配箍形式对叠合试件的极限承载能力影响不大,配置复合式组合封闭箍筋的键槽结合面叠合试件未出现叠合面开裂,其抗震性能相对较高。     

新型叠合梁端部抗剪性能试验

通过新型叠合梁、传统矩形叠合梁及现浇对比梁在单调荷载下的足尺模型试验,对试件梁端的破坏形态、整体受力性能、斜截面抗剪承载力与位移延性等进行了研究。结果表明:新型叠合梁与现浇对比梁均发生了剪切破坏;在受力全过程中,新型叠合梁的裂缝特征和破坏形态都与现浇对比梁类似,没有出现沿叠合面发展的水平裂缝;新型叠合梁的倾斜叠合面上预埋抗剪连接件后能进一步提高试件的整体受力性能;新型叠合梁的抗剪承载力比传统矩形叠合梁提高了约12%,与现浇对比梁相当;新型叠合梁的位移延性系数较现浇对比梁的低9%~13%,比传统矩形叠合梁的高8%~13%;所提出的新型叠合梁与现浇对比梁的整体性能较为接近,可满足工程设计要求。     

新型带可拆桁架肋叠合双向楼盖试验

为了研究新型带可拆桁架肋叠合双向楼盖的力学性能,进行了2块不同配筋形式新型叠合双向板和1块现浇双向板的静载试验,对新型叠合双向板的施工阶段进行了模拟加载试验,在未设支撑的情况下,测试了预制板在施工荷载作用下的挠度,并对比分析了试件在使用阶段的裂缝分布、破坏形态、刚度变化、挠曲变形、开裂荷载、受弯承载力、整体工作受力性能等基本力学性能。结果表明:预制板在施工阶段的挠度限值满足规范要求,桁架肋在新型叠合双向板的施工阶段起支撑作用,承担施工荷载,在施工过程中可不另设支撑; 新型叠合双向板与现浇双向板的裂缝分布、破坏形态、承载能力基本相同,开裂荷载较现浇双向板提前; 与现浇双向板相比,新型叠合双向板中叠合层和预埋件在一定程度上削弱了楼板的整体性,但影响不大; 在配筋面积基本相同的情况下,预制板内采用细钢筋可以提高叠合双向板的抗裂性能; 在使用阶段,自然粗糙面的构造措施能够较好地保证叠合面的抗剪能力,在弹性受力阶段预制板和后浇层能够协同工作,具有良好的整体性。     

配置大间距HRB500高强纵筋的混凝土叠合梁受弯性能试验研究

对8个采用大间距、大直径HRB500纵筋的钢筋混凝土叠合梁和2个对比试件进行了静力试验,研究了纵筋间距、箍筋肢距和构造钢筋对叠合梁受弯性能的影响。结果表明:在截面配置大间距■40或■32受力纵筋的混凝土叠合梁,其裂缝分布形式和裂缝发展与普通配筋叠合梁相近,但开裂早于普通配筋叠合梁,开裂荷载小于GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》的计算值;受力性能与普通配筋叠合梁相近;受弯承载力及短期刚度可以按照GB 50010—2010计算。增加纵向构造钢筋对裂缝开展、屈服荷载和受弯承载力的影响较小。试件受弯主裂缝的位置大多位于箍筋处,平均裂缝间距与规范计算值差异较大。按照JGJ 1—2014《装配式混凝土结构技术规程》规定的叠合面要求制作的试件,在峰值荷载前,未出现叠合面破坏。