FRP筋混凝土双向板冲切强度公式评估

为评价现有FRP筋混凝土双向板冲切强度计算公式的精度,采用数理统计的方法对收集到的38组FRP筋混凝土双向板冲切强度试验数据进行评估。结果表明,影响FRP筋混凝土双向板冲切强度的主要因素有混凝土强度、临界冲切截面周长、有效板厚、FRP筋配筋率及其弹性模量、尺寸效应;在所评价的10个计算公式中,规范公式的预测结果大多比较保守,且其精度均低于文献公式;Ospina公式预测结果与试验结果最为接近,且精度最高,预测结果与试验结果比值的均值为1.03,标准差为16.04%,变异系数为15.53%。研究结果为FRP筋混凝土双向板冲切强度计算公式的进一步优化提供了参考。

混杂网格增强超高性能混凝土双向板的弯曲性能

网格增强超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)具有轻质、高强、耐久性好等特性,已应用于薄壁结构和工程加固领域,但单一网格很难实现高效的增强增韧效应.为研究混杂网格增强UHPC双向板的抗弯性能,对3个钢丝网格与玻璃纤维网格混杂增强UHPC板、3个钢丝网格与玄武岩纤维网格混杂增强UHPC板、6个单一网格增强UHPC板和1个无网格UHPC对照板进行弯曲试验,研究网格种类、总层数及铺层方式对其破坏形态、承载能力和弯曲韧性的影响.结果表明:与单一钢丝网格板和单一玻璃纤维网格板相比,钢-玻璃纤维网格混杂板开裂后表现更显著的硬化现象,在连续网格与混杂短纤维协同效应下,板呈现多裂缝破坏模式,延性较理想.铺设2层网格时,钢-玻璃纤维网格混杂板的承载能力较单一钢丝网格板提升23.7%,且其在20 mm挠度处的残余承载力较单一玻璃纤维网格板提升28.2%;钢-玄武岩纤维网格混杂板峰前阶段的能量吸收值和20 mm挠度处的残余承载力均优于单一玄武岩纤维网格板.网格总层数为3层时,与单一玄武岩纤维网格板相比,2层钢丝网格与1层玄武岩纤维网格混杂增强板在峰前挠度为2 mm时的能量吸收值提高了21.6%,20 mm挠度处的残余承载力提高了42.6%.钢-玻璃纤维网格混杂板的网格强度利用率最理想,其承载能力、能量吸收值及弯曲韧性指标均高于钢-玄武岩纤维网格混杂板.最后,考虑网格强度有效利用率建立了混杂网格增强UHPC双向板抗弯承载力理论公式,适用性良好.

火灾下面内约束钢筋混凝土简支双向板力学响应机理

现有分析方法对火灾下面内约束简支双向板的开裂、变形响应以及面内约束导致抗火性能降低的机理缺乏合理解释,本文应用ABAQUS有限元软件对火灾下面内约束钢筋混凝土简支双向板的温度场和热力耦合场进行了三维实体有限元分析,在实验验证基础上进行参数分析,探究钢筋和混凝土的挠度、应力变化规律和力学响应机理.结果表明:在火灾下,面内约束力削弱了板的倒拱效应与拉力膜效应,导致抗火性能显著降低.单向和双向面内约束、长宽比、荷载比的增大均会缩短板的倒拱效应与拉力膜效应阶段的时间.

地铁车站桁架钢筋混凝土叠合双向板的连接构造研究

针对地铁车站桁架钢筋混凝土叠合双向板的连接施工效率及可靠性问题,提出了采用附加U形钢筋(方案1)和底板钢筋弯折锚固(方案2)进行拼缝连接,并对两种方案连接的双向板开展了静力试验,得到了试件的裂缝开展过程、最终分布形态、承载力及变形数据。结果表明:两种连接方案均呈现出较好的双向板破坏形态,且均能满足正常使用极限状态及承载能力极限状态的设计要求;方案2较方案1,试件表现出更好的抗裂性能,但两者最终破坏时的承载力与挠度较为接近;两种方案均可满足双向板受力要求,且施工简便,可供同类工程参考。

单裂缝对钢筋混凝土双向板抗爆性能的影响研究

为研究单裂缝对钢筋混凝土双向板抗爆性能的影响,基于LS-DYNA软件,采用数值模拟的方法研究板底跨中存在裂缝时,不同长度、宽度、深度的裂缝对板抗爆性能的影响及不同炸药量下裂缝对板破坏形态的影响。结果表明:随着裂缝长度、宽度、深度的增加,板跨中位移峰值随之增加,板压力峰值随之减小,裂缝长度对板跨中位移峰影响最大,裂缝深度对板压力峰值影响最大;在爆炸荷载作用下,裂缝会沿着初始方向往两端扩展形成一条横向裂缝,且会形成一条垂直于初始裂缝的纵向裂缝,呈现出“十字形”破坏。

装配式底部不出筋密拼叠合双向板承载特性

为探究不同参数对密拼叠合双向板承载性能的影响,通过对密拼叠合双向板在现浇层厚度、附加构造钢筋和接缝钢筋的构造分布采用数值模拟的方法进行多参数分析。结果表明:在保证上部受压钢筋、下部受拉钢筋和桁架钢筋分布方式相同的情况下,现浇层的厚度对密拼叠合楼板的挠度和抗弯承载力影响最大,接缝钢筋、构造钢筋对其影响较小。结合在四边固支下现浇双向楼板抗弯承载力挠度公式,得出四边固支下密拼叠合双向板抗弯承载力和挠度计算模型。

单向预制拼板叠合双向板的试验研究

叠合板是工业化建筑体系中应用最为广泛的楼面结构体系,叠合板的设计通常按照叠合方式按双向或单向板进行设计,很少关注由单向预制拼板加后浇叠合层所形成的叠合板的设计。本文在理论分析的基础上,提出了单向预制拼板叠合双向板的两阶段设计方法,即在正常使用状态下按照双向楼板设计,在极限承载能力状态下按照单向楼板设计;并通过足尺构件的试验验证了本方法的可靠性。

粘钢板加固集中荷载下简支混凝土双向板的性能研究

采用体外粘贴碳纤维板 (CFRP)或钢板加固钢筋混凝土结构构件是一种有效的加固方法。近年来 ,世界上许多学者对此做了大量的研究工作 ,并取得了很大的成果。但迄今为止研究的重点仍然是钢筋混凝土梁及单向板 ,双向板的研究还相当少。为此 ,本文着重对受集中荷载作用的粘钢加固混凝土双向板的受力性能 :包括变形 ,抗裂 ,破坏形态和承载力等进行了较为深入的试验研究和理论分析。基于塑性铰线理论 。

爆炸荷载下FRP加固双向板动力响应数值模拟

为了研究外贴FRP加固钢筋混凝土双向板的抗爆性能,采用有限元软件ANSYS/LS-DYNA对其在爆炸荷载下的动力响应进行模拟,比较分析了不同CFRP粘贴层数、粘贴密度和不同FRP材料对其抗爆性能的影响。结果表明,相同爆炸荷载下,随着CFRP粘贴层数和粘贴密度的增加,加固板抗爆性能不断增强,但考虑经济性和延性,CFRP粘贴层数和密度的选择具有最优值;相同加固模式的CFRP板比GFRP板抗爆性能更优越。可为钢筋混凝土加固结构抗爆设计提供理论参考。

蜂窝式大跨空心双向板楼盖的设计研究

研究了用塑料薄壁盒作为填充构件的蜂窝式大跨双向板楼盖的结构型式、设计计算方法和配筋构造 ,并介绍了已建成的聊城地税局大楼采用这种楼盖的计算实例。

集中荷载下井字形CFRP与钢板条带复合加固RC双向板试验研究

通过集中荷载作用下9块未加固及加固的RC双向板的试验,研究了碳纤维(CFRP)条带、钢板条带以及两者复合加固后双向板的破坏特征和受力性能.分析了不同加固方法、CFRP用量以及加固条带间距对加固板开裂荷载、极限承载力、刚度和延性等方面的影响.试验结果表明:复合加固方法充分发挥了CFRP和钢板各自的优点,两者能很好地协调工作,显著提高板的开裂荷载、极限承载力以及变形刚度,并且使加固板保持较好的延性.在一定范围内,随着CFRP用量的增加,复合加固板的承载力增大,抗弯刚度提高,但延性有所降低;随着条带间距的增加,复合加固板的开裂荷载和延性逐渐降低,抗弯刚度无明显变化.

基于钢筋应变差的混凝土双向板极限状态分析方法

为了合理确定混凝土双向板荷载-变形关系及极限状态,该文进行了一足尺混凝土双向板承载力试验研究,观察试验板裂缝开展及破坏模式,对荷载-变形关系、钢筋应变和板角约束力进行了测量。在此基础上,基于塑性铰线理论,考虑受拉薄膜效应,提出钢筋应变差概念、钢筋和混凝土应变破坏准则,结合板块内力平衡方程和弯矩平衡方程,建立混凝土双向板荷载-变形关系和极限荷载计算方法。同时,结合板壳有限元理论,编程计算混凝土板荷载-变形关系,分析薄膜效应机理及钢筋应变,并用于验证该文理论方法的合理性。最后,将该文理论方法计算结果与国内外试验结果以及其他理论结果进行对比。结果表明:与试验结果和其他理论计算结果相比,该文理论方法原理简单,计算容易,精度满足要求,可用于确定混凝土双向板的极限状态。

无粘结预应力双向板变形计算方法研究

通过 6块无粘结预应力双向板试验 ,研究了影响双向板变形的主要因素 :结构形式、预应力筋配筋率 .将边梁对简支板跨中最大挠度的影响转化为荷载与支座条件系数来考虑 ;对两个方向的预应力筋和非预应力筋对简支板跨中最大挠度的影响 ,用换算配筋率 (αpρ)参数来反映 ,建立了无粘结预应力简支板短期刚度和变形计算公式 .计算结果与试验结果吻合较好 .

预应力混凝土井式梁和双向板中的次弯矩

本文提出利用等效荷载法计算主弯矩,进而计算次弯矩的方法.计算了预应力井式梁和双向板的次弯矩,并对其特征进行分析.算例表明,井式梁和双向板的次弯矩在支座间不呈直线分布,而是由于相邻构件的约束呈空间立体形状.次弯矩在方向和数值上也有其独特的特征.

配栓钉的钢筋混凝土双向板受力性能试验研究

为研究配置不同参数栓钉钢筋混凝土双向板的受力性能,完成了7块配置栓钉的双向板柱节点冲切试验,主要研究栓钉间距、直径、高度、强度和布置形式等参数变化对受力性能的影响,采用静力加载方式模拟配置栓钉的板柱节点破坏全过程。对比分析试验结果发现,增大栓钉直径、栓径高度或提高栓钉强度均能改善试件抗冲切性能,其中,增大直径效果最为明显,抗变形能力提高幅度达到36%;加大栓钉间距和减小栓钉高度对改善试件抗冲切性能不利,承载能力和抗变形能力均有不同程度降低;对比3种不同栓钉布置形式发现,采用相同数量栓钉放射布置和增加每圈栓钉数量的正交布置,均有利于提高试件抗冲切能力,但前者更经济。对比分析相关规范计算结果和试验结果发现,规范对配栓钉板柱结构的计算结果具有足够的安全储备,但对于反映试验结果的实质不够充分,特别是栓钉对板的抗冲切性能的贡献有所低估。

单向面内约束混凝土双向板抗火性能试验研究及数值分析

为了分析简支板受到单向面内约束作用下的火灾行为,对两块足尺混凝土双向板进行了面内荷载和竖向荷载共同作用下的火灾试验。研究了双向板在受火过程中沿板厚混凝土温度场分布规律、钢筋温度、板平面内外变形以及板角平面外约束力变化规律,并与相关试验进行对比。在此基础上,基于EC2和ASCE本构模型,编程对试验板温度场、变形行为和力学机理进行了数值分析。结果表明:当板受到单向面内约束作用时,其裂缝模式及变形规律与四边简支板明显不同,且易出现完整性破坏;板角裂缝分布情况对板角约束力有重要影响;本构模型对火灾下约束板的力学机理影响较大。

不同预应力筋布筋型式双向板的受力性能及承载力计算

预应力混凝土双向板已广泛应用于工程建设 ,迄今为止 ,工程中的双向板大量采用的预应力筋布筋型式是双向均匀布置 ,关于预应力筋布筋型式对四边简支双向板受力性能及承载力影响的研究还未见报道。因此 ,本文着重对板中央承受局部荷载的双向均匀布置预应力筋、双向中密边稀布置预应力筋、双向中间密布预应力筋的三块双向板的受力性能进行了试验研究 ,并采用塑性铰线理论对三块试验板的承载力进行了分析和计算。试验研究和计算分析表明 ,双向中间密布预应力筋试验板的承载力最高 ,双向中密边稀布置预应力筋试验板的承载力次之 ,双向均匀布置预应力筋试验板的承载力最低 ,塑性铰线理论可应用于四边支承预应力双向板的承载力计算。

无粘结预应力双向板张拉损失

通过 6块无粘结预应力双向板的试验 ,研究了板中无粘结预应力筋的预应力损失及其相互影响规律 .试验结果表明 :两个方向张拉钢筋的交互影响很小 ,设计中可不考虑 ;当预应力筋间距大于 3倍板厚时 ,可不考虑相邻张拉的影响 .同时给出了相应的计算公式 .

混凝土夹芯双向板的夹层板理论分析和有限元分析

混凝土夹芯板作为一种新型的楼板(屋面板)体系,其应用一直局限于单向板。本文对混凝土夹芯双向板分别采用夹层板理论和有限元分析软件ANSYS进行了分析。两者结果十分接近,证明了有限元分析的正确性。分析结果表明该类板的抗裂性能较好,刚度较大,且具有较高的抗弯承载力,能更好地适应今后楼板(屋面板)体系的发展方向。

钢筋混凝土双向板耐火性能研究

利用有限元软件ABAQUS对高温下钢筋混凝土双向板三维瞬态温度场和三维力学性能进行非线性分析,数值模拟结果与文献结果吻合较好。在此基础上,分析影响钢筋混凝土双向板耐火性能的主要参数,包括跨高比、保护层、荷载比、配筋率、混凝土的抗压强度和抗拉强度。研究结果表明:保护层、荷载比、配筋率和抗拉强度对钢筋混凝土板耐火极限影响较大;混凝土板在高温时产生的张拉薄膜效应对耐火性能的提高有很大的有益作用;控制荷载比、提高配筋率、适当加大保护层厚度和提高混凝土的抗拉强度是提高钢筋混凝土板耐火性能的有效措施。