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。     

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。     

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.     

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。     

L形拼缝叠合双向板受力性能试验研究

目前叠合双向板在拼缝处的构造措施存在传力不理想、施工不便等不足,而L形拼缝叠合双向板从设计原理上分析具有传力理想、施工方便的优点。基于此,对L形拼缝叠合双向板、附加钢筋式叠合双向板和现浇双向板进行了静力加载试验。分析试验板的挠度、钢筋应变、裂缝开展随荷载的变化以及L形拼缝叠合双向板拼缝处的传力情况。试验结果表明:L形拼缝叠合双向板和现浇双向板的裂缝开展以及最终破坏形态相似,其受力性能可以认为"等同现浇"; L形拼缝叠合双向板的开裂荷载和极限荷载高于附加钢筋式叠合双向板,受力性能优于附加钢筋式叠合双向板。     

不同拼接方式下大跨度钢筋混凝土叠合楼板力学性能分析

基于某装配式建筑项目中的大跨度楼板,运用ABAQUS模拟该楼板分别采用整跨现浇楼板和不同拼接方式的双向叠合楼板情况下楼板的力学性能和破坏形式,结果表明：现浇楼板整体性优于叠合楼板,但平行拼接双向叠合楼板力学性能与现浇楼板相差不大;中间跨叠合楼板现浇拼缝处易出现应力集中而最先开裂,且随着楼面均布荷载的增大,裂缝会越过后浇拼缝向边跨叠合板发展,最终楼板板底混凝土全部开裂失效;大跨度楼板若采用桁架钢筋叠合楼板,应采用双向叠合楼板,且现浇拼缝宜布置在受力较小的方向,不宜双向布置。     

新型预制预应力钢筋桁架翼缘加劲肋叠合双向板试验研究

新型预制预应力钢筋桁架翼缘加劲肋叠合板针对现有预制叠合板的特点和利弊,旨在提高预制装配叠合板的整体受力性能、经济性和施工便利性等。对该新型双向叠合板进行了使用状态静力加载试验,结果表明,该新型双向叠合板具有较好的双向受力性能;其非预应力方向上的挠度略大于预应力方向上的挠度;非预应力方向开裂前刚度可在预应力方向开裂前刚度基础上乘以刚度折减系数,其值建议取为0.7。     

无支撑钢筋桁架混凝土叠合板受力性能试验研究

设计了4块不同形式的钢筋桁架混凝土叠合板,通过受弯性能试验,得到了挠度和裂缝的发展规律及破坏特征.试验结果表明,该板在施工阶段的挠度是板型设计的控制因素.带肋板是解决预制板施工阶段挠度过大问题的有效措施.     

新型钢筋桁架混凝土叠合双向板结构性能试验研究

对新型钢筋桁架混凝土叠合双向板和现浇双向板开展对比试验,量测两种板的竖向位移、钢筋应变及裂缝开展,对主要试验现象和结果分析得出,叠合双向板的刚度及抗裂性能均略低于整体现浇板,但是破坏形态包括裂缝开展位置及发展过程基本相同。叠合双向板的连接构造可保证叠合板实现双向受力。     

单向带抗剪键叠合板的力学性能及设计方法

针对现有钢筋桁架叠合板钢筋用量多、成本偏高的不足,提出了一种新型带混凝土抗剪键的叠合板,并通过对1块现浇板和6块叠合板的静力加载试验,分析了有无抗剪键、抗剪键沿横向个数和抗剪键结构形式对叠合板力学性能的影响。采用有限元软件ABAQUS模拟了试验中部分试件的受力过程,验证了有限元模拟方法的可行性。结果表明:与无抗剪键叠合板相比,设置一定数量抗剪键的叠合板和现浇板力学性能相近; 抗剪键个数越多,叠合板的极限承载力与现浇板越接近,其破坏特征也与现浇板基本相同; 不同结构形式的抗剪键均能保证预制底板与现浇层间的有效连接; 预制底板与现浇层的接触面间采用绑定接触时有限元模拟结果与试验结果更加接近; 考虑到结构设计的可靠性,在有限元模拟过程中,当叠合板的预制底板与现浇层间设置为摩擦接触时,改变抗剪键沿横向个数、抗剪键沿纵向个数和抗剪键截面面积,叠合板的屈服荷载和屈服位移均发生变化,但当三者增加到一定程度时,变化趋势不再明显; 改变现浇层混凝土强度等级、抗剪键混凝土强度等级和接触面摩擦因数,叠合板的屈服荷载和屈服位移基本未发生变化; 建立了带抗剪键叠合板的抗弯承载力和屈服位移简化计算式。     

叠合板中桁架钢筋对预制板受力性能的影响

采用混凝土叠合板可在保证结构受力性能的同时，有效地提高结构的装配率。受限于板的整体厚度和相关规范中对现浇层厚度的要求，预制层的厚度通常不能满足刚度需求。国内常采用在预制板中布置桁架钢筋的方法提高预制板刚度。然而目前却没有规范给出桁架钢筋预制板刚度的计算方法，此外，我国应用的桁架钢筋板厚度较薄，尺寸较小，刚度提升效果十分有限，采用桁架钢筋提升板的刚度可能并不经济。为此，通过跨中两点弯曲试验研究桁架钢筋对预制板受力性能的影响，并基于试验结果和理论分析，提出了预制板刚度计算方法。试验结果表明：桁架钢筋对预制板刚度的提升有限，60 mm厚桁架钢筋板的刚度可能无法满足施工要求；桁架钢筋对混凝土板有效受压面积的削弱将导致混凝土板受弯承载力明显降低，上弦钢筋的屈曲将导致预制板达到极限状态后承载力迅速下降。基于试验结果的参数分析显示，取消桁架钢筋，适当增加预制板厚度，不仅能有效提升预制板的刚度和承载力，还能降低楼板钢筋用量达26%左右。     

叠合板中桁架钢筋对预制板受力性能的影响

采用混凝土叠合板可在保证结构受力性能的同时,有效地提高结构的装配率.受限于板的整体厚度和相关规范中对现浇层厚度的要求,预制层的厚度通常不能满足刚度需求.国内常采用在预制板中布置桁架钢筋的方法提高预制板刚度.然而目前却没有规范给出桁架钢筋预制板刚度的计算方法,此外,我国应用的桁架钢筋板厚度较薄,尺寸较小,刚度提升效果十分...     

页岩陶粒轻质混凝土双向叠合楼板

根据3块足尺页岩陶粒轻质混凝土双向叠合楼板试件和1块足尺现浇双向楼板对比试件的静力堆载试验结果,分析了双向叠合楼板预制底板的普通混凝土和后浇叠合层的页岩陶粒轻质混凝土采用相同强度等级时的挠度变形特点,并根据试验结果和弹性力学薄板理论推导了页岩陶粒轻质混凝土双向叠合楼板的挠度计算公式。推导了四边固支页岩陶粒混凝土和普通混凝土叠合板在竖向均布荷载作用下截面中和轴高度、抗弯刚度和挠度的计算表达式,并分别对挠度和初始刚度计算公式进行了修正,提出了考虑四边支承转动的页岩陶粒轻质混凝土双向叠合楼板挠度计算公式。结果表明:页岩陶粒轻质混凝土双向叠合楼板跨中位移呈现线弹性变化特征,页岩陶粒轻质混凝土材料的弹性模量、叠合楼板中设置的钢筋桁架以及双向叠合板的板端约束条件是影响叠合楼板刚度和跨中挠度的主要因素;采用所推导公式计算的页岩陶粒混凝土叠合楼板的挠度值与试验值吻合良好。     

竹芯竹筋混凝土板抗弯性能试验研究

随着全球资源日益紧缺,环境日益恶劣,人们对建筑材料、环境保护提出了更高的要求。而毛竹属于可再生资源、经济且环保,将毛竹代替钢筋运用于混凝土楼板,不仅减去了钢筋繁琐的加工工序,而且提高了板的空心率,从而达到减轻自重的目的。为研究竹芯竹筋混凝土板中的受力性能,对3块配筋率不同的竹筋板进行均布荷载下的抗弯试验性能及相关材料力学性能试验。通过试验现象及数据对比分析,可知:毛竹抗拉破坏无屈服点,属于脆性材料;板破坏时,其跨中挠度可以达到以上,延性很好;竹筋板受弯过程,呈两阶段特征,即开裂前弹性阶段和开裂后带裂l0/25缝工作直至破坏;并结合试验挠度、应变、裂缝、承载力计算结果,提出了竹芯竹筋混凝土板设计的相关构造措施及建议。     

钢筋模板一体化剪力墙受弯性能试验研究

为提高装配式建筑施工速度,减少施工工序,提出了一种装配式建筑结构体系——钢筋模板一体化剪力墙结构体系,其两侧采用20mm厚高性能纤维砂浆板作为模板,钢筋骨架配置于中部空腔内,具有自重轻、易于运输、安装等特点。通过对4个剪力墙开展拟静力试验,研究了剪力墙的受力性能和连接界面的性能。研究结果表明：一体化剪力墙的受弯承载力、刚度和延性与钢筋混凝土剪力墙基本相当,能够满足“等同现浇”的设计要求;模板与混凝土整体性良好,剪力墙屈服时模板与混凝土保持整体,破坏(加载点位移角θ>1/60)时模板未发生剥离,模板与后浇混凝土保持共同受力;连接件间距为400mm、预制模板内侧自然成型的一体化剪力墙的模板构造满足受力要求。模板拉毛处理和连接件的加密具有延缓结合面开裂的作用,对剪力墙的承载力、刚度、延性等基本无影响。     

新型叠合板力学性能试验

为了分析叠合板在使用阶段的性能,如挠度、钢筋应力-应变曲线等,进行了1块现浇板与1块新型叠合板的静力加载试验。试验采用大型反力架、液压千斤顶与两级分配梁作为加载工具,对带可拆桁架叠合简支板与现浇简支板进行四点加载,以模拟均布荷载作用下板的受力状态,并对试验数据进行对比。结果表明:叠合板挠度满足使用阶段的要求,延性性能良好; 叠合板在最终加载结束时产生了与现浇双向板相似的裂缝; 板底裂缝首先出现在4个加载点的下方,并随着后续加载由4个加载点向叠合板的4个角延伸,裂缝出现的形态表明叠合板在破坏时钢筋的受拉性能得到了充分利用; 在最后一级加载完成后叠合板顶面混凝土没有被压溃,说明叠合板依然具有继续承载的能力; 预埋件与混凝土的黏结性能良好,预埋件周边混凝土未出现大面积的破坏; 在构件的侧面发现了若干条竖向裂缝,叠合面上未发现横向裂缝,说明表面刮毛可以满足叠合面的抗剪要求。     

分离式拼缝混凝土叠合板受力性能研究

为研究采用马镫钢筋作为抗剪拉结钢筋的分离式拼缝混凝土叠合板的受力性能,通过3块简支板的静力加载试验,对其在不同马镫钢筋布置下的荷载-挠度曲线、承载能力、变形性能进行了研究,并分析了其裂缝成因、拼缝处受力机理,推导了其开裂荷载的计算式。结果表明:规范分离式拼缝叠合板的荷载-挠度曲线发展趋势为三折线形,其开裂荷载计算与普通叠合板计算有所区别; 试件拼缝处易产生沿着叠合面的撕裂破坏,其附加钢筋容易发生局部滑移或者锚固失效; 试件屈服荷载受附加钢筋的黏结滑移影响有一定的降低,其极限承载力取决于拼缝处现浇混凝土与预制板的拉结强度; 试件拼缝处裂缝数目与宽度和马镫钢筋有关,合理改变马镫钢筋布置能够有效减少裂缝数目及宽度; 试件屈服前变形呈现整体弯曲,屈服后变形主要集中在拼缝处,最终试件均出现了混凝土压碎现象,其破坏形态呈现二折线形; 根据相关规范,针对附加钢筋滑移问题可通过锚固弯钩、加长钢筋长度、抬高钢筋位置等措施进行改进。     

轻质装配式叠合楼板拼接处受力性能试验研究

提出了一种轻质装配式叠合楼板,由压型钢板、带桁架钢筋轻质陶粒混凝土预制层及普通混凝土现浇层三部分组成,在拼接处增设构造钢筋并用栓钉将楼板与钢梁焊接。分析了各级加载下试件在拼接处的抗弯承载力、挠度以及裂缝等力学性能指标。结果表明,拼接处的构造措施能有效提高叠合楼板的承载力和变形能力;与普通叠合楼板相比,该种楼板具有自重低、承载力高、延性好及施工效率高等特点,具有广阔的应用前景。     

接缝形式对凹槽浆锚连接装配式混凝土剪力墙抗震性能影响研究

为研究不同接缝形式（水平接缝、竖向接缝、竖向和水平接缝）的凹槽浆锚连接预制混凝土剪力墙抗震性能,完成1片现浇剪力墙和3片不同接缝形式的预制剪力墙拟静力加载试验,分析了不同接缝形式对预制墙体破坏过程、破坏特征、滞回性能、承载力、延性等的影响。试验结果表明：4片墙体的破坏形式均为受弯破坏;水平接缝装配式剪力墙在峰值荷载前受力性能与现浇剪力墙基本相似,峰值荷载后随着水平接缝处结合面的开裂,水平接缝装配式剪力墙承载力和刚度退化较快;竖向接缝装配式剪力墙抗震性能总体上符合规范GB 50011—2010抗震要求,其延性略低于现浇剪力墙,且预制墙体竖向接缝的后浇部分利于结构的耗能;同时采用竖向和水平接缝装配式剪力墙的峰值荷载与竖向接缝剪力墙的基本一致,而极限位移较现浇剪力墙的低27%,其竖向接缝后浇部分的钢筋配筋率影响剪力墙的承载力。