论文部分内容阅读
叠合板能有效提高施工效率,减少模板用量,并且在实际工程中应用广泛,随着近些年国家推动建筑工业化发展进程的政策落脚点,对这种楼盖形式进行深入研究具有现实意义。同时,城市建设和改造发展带来的资源消耗大和建筑垃圾无法完全消解的社会问题日益突显,再生材料的利用成为各行各业不可推卸的责任。因此课题组前期对基于不同构造形式的新型单向叠合板进行了系统深入的研究。为完善叠合板理论体系,本文设计了基于不同构造形式的新型双向叠合板的受力性能试验。试件的预制底板采用钢纤维再生砖粗骨料混凝土,并设置钢筋桁架及混凝土肋的构造形式,以提高其受力性能;通过建立有限元数值模型,对比试验结果验证数值模型的合理性;进行基于关键参数变化的数值扩展分析,研究相关参数对试件受力性能的影响;基于目前受弯构件的承载力、挠度及裂缝计算公式,通过引入修正系数,合理考虑钢筋桁架和钢纤维再生砖骨料的因素,提出基于不同构造形式的新型双向叠合板的设计计算方法。论文主要研究内容如下:1、本文通过对2块预制底板、4块叠合板和1块现浇板的静力试验,分别研究不同材料底板(NPS-1、RPS-2)施工阶段的力学性能;研究不同构造形式钢纤维再生砖混凝土双向叠合板(RLS-2、RLS-3、RLS-4)和普通混凝土双向板(NCS-1、NLS-1)的受力性能;研究不同底板材料(NLS-1、RLS-2)对双向叠合板受力性能的影响。分析对比试验现象、钢筋及混凝土应变、跨中挠度、特征荷载的变化与发展,得出结论:1)钢纤维再生砖混凝土和普通混凝土预制底板在施工阶段均处于弹性工作状态,能够满足施工阶段承载力要求;2)钢纤维材料能有效提高试件的抗裂性能和延性,钢筋桁架和混凝土肋梁均能有效提高试件整体刚度和承载能力,钢筋桁架的提高作用更突出,试件按承载力由大到小排列为:RLS-4、RLS-3、RLS-2、NLS-1、NCS-1;3)双向布置钢筋桁架能够很显著提高构件的刚度和抗弯承载力,抑制裂缝产生。2、利用ABAQUS软件建立双向叠合板有限元数值模型,分析与试件相同荷载和边界条件下叠合板材料的应变、试件挠度及损伤分布,并与试验结果对比,验证了有限元模型的合理性。进行了基于钢筋桁架长度和高度参数变化的数值扩展分析,结果表明:1)当钢筋桁架长度缩短量小于板长的1/2时,仍能有效提高构件的承载能力,桁架越长,平面外受弯承载能力越好;2)钢筋桁架高度的改变在荷载较小时可忽略不计;随着施加的荷载增大,在保证钢筋桁架高出叠合面的前提下,钢筋桁架越高,试件抗弯刚度越大,但影响程度较小。3、参照普通混凝土结构的现有理论,同时考虑钢筋桁架对试件承载力的贡献,计算试件的极限承载力,证明了计算理论的适用性和考虑钢筋桁架协同工作的合理性;分析计算试件开裂荷载,提出适用于试件的~gm参考值,并验证其合理性;对试件最大裂缝宽度建立考虑钢纤维再生砖骨料及钢筋桁架的相关计算公式,并验证其合理性。