基于UHPC的钢筋错位连接装配式混凝土结构研究及应用

提出了一种基于超高性能混凝土(UHPC)的钢筋错位连接装配式混凝土结构体系,在钢筋错位连接长度为10d时,通过节点浇筑UHPC,结构的力学性能基本等同现浇结构。结构设计中,对于预制剪力墙结构,在抗震等级为四级时,钢筋错位连接长度laE等于钢筋的基本锚固长度lab,叠合梁与预制板和预制板与预制板之间钢筋的连接长度为1.2lab。通过实际工程应用,采用超高性能混凝土的钢筋错位连接可完全替代套筒灌浆连接,在满足结构安全可靠的基础上,施工容错率、施工效率和施工质量均得到提升。竖向和水平构件均采用装配式连接,结构的整体装配率可达90%以上。

预制板结构在机动车坡道中的设计与应用

近年来,预制装配式结构广泛应用于民用建筑结构设计中。然而,目前预制结构主要应用在预制梁、预制楼板及预制柱上,在地下室机动坡道中的应用研究非常少。因此,在对国内外预制装配式资料分析基础上结合国内工程应用特点,通过计算分析保证工程的安全性,总结了预制混凝土板在地下室机动车道中应用的关键技术,并以已实施工程为例,给出了预制混凝土板在机动车道中的设计参考。

部分高强筋装配式框架梁柱连接塑性铰长度研究

考虑钢筋混凝土在地震作用下的受力特点,提出了拉压综合塑性铰长度概念.针对部分高强筋装配式框架梁柱连接,开展低周反复荷载试验,研究了该连接的塑性铰特点,得出了拉压综合塑性铰长度的试验结果.以Panagiotakos和Fardis模型为基础,提出了考虑预制形式、混凝土局部横向约束、钢筋相对强度和配筋率影响的改进型塑性铰长度模型.结果表明,部分高强筋装配式框架梁柱连接按照“强柱弱梁”原则设计,可以实现梁铰机制破坏,但破坏形态与现浇对比试件显著不同,梁端下部混凝土破坏主要发生在预制键槽内现浇混凝土部分,改进型塑性铰长度模型可以较好地计算部分高强筋装配式框架梁柱连接拉压综合塑性铰长度,计算结果与试验结果误差在8%以下.

预制装配式空心板梁桥横向连接方式的比较

装配式预应力混凝土空心板梁桥因其具有诸多优点而在我国桥梁建设中被广泛应用,然而传统的横向铰接空心板桥在实际运营中常常出现铰缝破坏的病害,导致空心板梁桥运营时的受力和设计时的受力不一致。在总结了国际上常见的几种装配式空心板横向连接形式的基础上提出一种采用横隔板作为主要连接构件的横向连接方案,使装配式空心板梁桥的横向传力更加明确。分析计算表明,横隔板的数量对空心板横向分布和横向变形影响很小,采用在横隔板中施加预应力的方式可以从结构上保证横隔板受力的可靠性。

装配式混凝土空心板铰缝病害分析

针对装配式混凝土空心板桥梁出现的铰缝纵向开裂的典型病害,以混凝土空心板桥铰缝的受力机理为基础,从设计、施工、运营管理等方面对铰缝病害产生的原因进行了分析,并给出了相应的对策,可供参考。

加宽空心板桥上部新旧结构横向连接形式研究

空心板桥加宽工程中,新旧桥常采用上部结构连接、下部结构不连接的形式处理新、旧桥的横向连接。采用有限单元法研究了,工程中常用的8种不同横向连接形式的加宽空心板桥的荷载横向分布、位移、应力和动力特性,并采用铰缝剪力计算程序对比分析了各种横向连接形式连接板桥的铰缝剪力横向分布影响线和横向分布系数。研究结果表明:各种横向连接形式均能降低荷载横向分布系数和铰缝剪力横向分布系数,新旧板接缝区域以外旧板承受的车辆荷载均超过了其原设计值,新旧桥无论采用何种横向连接形式,新旧板接缝、新桥企口缝、旧桥铺装和企口缝的拉应力最大值均超过了混凝土拉应力限值,加宽后板桥的基频位于新、旧桥基频之间,且各种连接方式对基频的影响较小。基于此,对各种连接形式进行了综合评价,供工程设计参考。

同济路立交桥空心板梁桥加固方案比选

上海同济路立交桥空心板梁在运营多年后出现了纵向贯穿裂缝及大量铰缝破坏,为修复桥面病害,提出了常规加固方案(厚11cm的普通混凝土铺装层)与超高性能混凝土(UHPC)薄层加固方案(厚8cm的普通混凝土铺装层+厚3cm的UHPC铺装层)2种加固方案。为选择合理的加固方案,采用有限元分析软件MIDAS FEA建立了局部及全桥模型,分析了2种方案下空心板梁的破坏模态和桥面铺装层应力,并进行了悬臂梁模拟加载试验。结果表明:UHPC薄层加固方案可以大幅提高结构的极限承载力,较常规方案铺装层的承载力提高85.5%,且能够保持板梁的横向整体受力。因此,该桥选择UHPC薄层加固方案进行维修加固。

竖向荷载下分布式连接全装配RC楼盖横板向受力性能试验研究

为研究分布式连接全装配RC楼盖(DCPCD)横板向受力性能,进行了6个足尺DCPCD试件和2个现浇试件在竖向均布荷载下的静载试验,分析了试件的破坏模式、挠曲变形和应变发展规律.结果表明,DCPCD板缝连接件传力性能良好,试件弯曲刚度小于现浇试件,没有明显的塑性工作阶段,且较早进入弹塑性.DCPCD横板向挠曲变形以板缝变形和预制板转动为主,横板向变形曲线由多段直线在板缝位置处连接而成.DCPCD的板缝构造对楼盖横板向传力效果和弯曲刚度有较大影响,建议采用宽板预制方案和奇数板楼盖布置方法.然后,基于共轭法理论,提出了DCPCD弹性阶段横板向弯曲刚度计算方法,理论计算值与试验结果吻合良好,说明该方法可为四边支承条件下DCPCD的竖向承载力与变形计算提供依据.

国家体育场清水混凝土预制看台设计、制作及安装技术

国家体育场预制清水混凝土看台板设计、制作及安装专项工程经过设计方案优化和大量试验研究工作,形成一套完整的清水混凝土预制看台的设计施工技术。在国家体育场工程中得到大规模应用并获得成功,受到社会各界的一致好评和高度认可,取得了较好的技术经济性,具有良好的推广使用价值。

装配式预应力混凝土空心板梁质量通病处理综合技术

针对装配式预制预应力混凝土空心板梁存在铰缝易开裂破损的质量通病,为提高桥梁的整体性和耐久性,提出了横桥向预应力后张拉技术、桥面混凝土铺装层与梁体组合技术以及优化铰缝构造与配筋等综合改进技术。为该类桥型新桥设计及旧桥加固治理提供参考。

多波束测深技术在沉排工程水下铺设质量检测中的应用

近年来,因铰链沉排技术具有较好的护岸效果,得到了广泛的应用,水下沉排铺设作为主要工序,其铺设质量直接影响到该工程的防护效果,因此对水下沉排铺设质量控制和检测显得尤为重要。在定量反映沉排水下铺设检测指标等方面,利用各种先进的检测技术,做了许多尝试和研究,此次将多波束条带测深技术成功应用到沉排水下铺设质量检测中,准确地获取了数据,该数据符合江苏省地方标准《水利工程施工质量检验与评定规范》中规定的各项水下检查指标,为工程的质量评定和验收提供了技术支撑。应用成果对类似工程的质量检测与评定具有一定借鉴意义。

多波束测深系统在长江沉排护岸工程运行状况监测中的应用

常用单波束对水下工程进行测量,且建成后的整体运行情况很少受到关注。应用多波束测深系统对建成后4年的长江铰链沉排护岸工程运行状况进行扫测,通过与建成时地形进行对比,观察工程经历多个汛期后的稳定情况。对比结果是断面形状比较稳定,达到了设计的效果。

混凝土铰链沉排护岸工程水下部分铺设质量检测技术研究与探讨

近年来,国内在江河护岸工程实践过程中,创新优化出了预制混凝土铰链沉排护岸的新型结构形式,在多个护岸工程中得到成功应用并取得了良好的防洪护岸效果,但由于其水下排体尺寸较小,施工完成后水下部分的铺设情况很难被准确探测出来,也为水下部分的施工质量进行质量评定带来了困难。在对目前各种水下检测技术进行充分对比分析的基础上,提出超高分辨率多波束测深技术,并利用该技术成功地应用于长江武汉段铰链沉排护岸工程的水下部分施工铺设情况的勘测。实践证明该技术在定量检测预制混凝土铰链沉排工程水下铺设质量方面具有较大的优势,并可作为类似工程水下部分质量检测的技术手段。

某研发中心新增夹层结构整体分析

上海欣生源制药(集团)有限公司根据使用要求,在原3层固体制剂车间的每层中间增加1层将房屋改造成6层研发中心。新增夹层采用钢-压型钢板组合楼盖,钢梁与原混凝土框架柱采用铰接连接,并采用防屈曲支撑来增加房屋的整体刚度及抗震耗能能力。因现行规范中无此结构体系,通过PKPM系列软件对该结构进行了小震作用下的弹性分析及大震作用下的弹塑性分析,结果表明,该改造方案完全可行,各项指标均满足现行规范要求,可供同类工程参考。

铰链混凝土板沉排新技术与施工实践

根据长江黄冈干堤吕杨林段工程实践,介绍了铰链混凝土板沉排护岸的结构及各个部分的设计,阐述了铰链排沉排施工工艺,并提出了施工质量检验方法,根据施工效果,总结了施工体会。

超高性能混凝土在房屋建筑结构中的研究与应用进展

近年来,超高性能混凝土(UHPC)发展迅速,已较广泛应用于桥梁工程等领域,在提升耐久性、减轻自重、简化配筋、缩短工期等方面展现出很大优势,取得了良好的综合经济技术效益.然而,目前UHPC在房屋建筑结构中的研究还比较少,应用情况尚不尽如人意.本文以UHPC建筑结构为对象,对UHPC结构特征及目前的工程应用概况进行总结,分析了UHPC结构的基本设计原理和方法.着重介绍了本课题组近年来有关UHPC建筑结构构件和节点的相关研究成果,包括新型轻质保温夹芯屋面板、新型夹芯楼板–墙板装配式结构、双向waffle板、装配式混凝土框架后浇梁柱节点等,总结了UHPC在建筑结构中的合理应用方式和效果.最后,提出了UHPC建筑结构发展的建议,以期推动UHPC在房屋建筑中的应用,提升其综合性能和品质.

预制装配式混凝土剪力墙结构的研究与展望

预制装配式剪力墙结构是住宅工业化中重要的结构形式之一,符合建筑行业的发展趋势。本文从预制装配式混凝土剪力墙结构体系、预制装配式剪力墙结构钢筋连接方式等方面进行介绍,指出目前装配式剪力墙结构研究和应用中存在的不足,提出预制装配式混凝土剪力墙结构未来的发展方向和研究重点。

装配式组合梁高强螺栓连接件抗剪性能试验研究

为实现钢-混凝土组合楼盖和组合桥梁等结构的装配化,提出了一种钢梁-预制混凝土板采用高强螺栓的可拆卸装配式抗剪连接方法。以螺栓直径、孔径比(预留孔径和螺栓直径的比值)、约束条件为试验参数,设计了共14个试件,研究预制装配式高强螺栓抗剪连接件的抗剪性能。通过试验获得了预制装配式连接件的破坏模式、高强螺栓的抗剪承载力和荷载-滑移特性,同时,与现浇混凝土板推出试件的破坏模式和受力性能进行对比。试验结果表明:所有试件均发生螺栓的剪断破坏,且断裂均发生在混凝土板与钢梁的交界面上;增大孔径比能改善螺栓的抗剪性能;高强螺栓、无收缩自密实水泥基高强浇筑料(HPG)和混凝土板之间的连接是可靠的;由抗拉强度和截面面积控制的抗剪承载力计算公式可较好地预测连接件的极限承载力。

带键槽梁底筋锚入式预制梁柱连接塑性铰长度研究

针对混凝土构件在反复荷载作用下的受力特点,提出了拉-压综合塑性铰长度概念;通过低周反复荷载试验,研究了带键槽梁底筋锚入式预制梁柱连接的塑性铰特点,并得出了拉-压综合塑性铰长度的试验结果;以Panagiotakos模型为基础,提出了考虑预制形式、混凝土局部横向约束和配筋率影响的修正塑性铰长度模型。结果表明:拉-压综合塑性铰长度可综合反映反复荷载作用下塑性铰的损伤情况;带键槽梁底筋锚入式预制梁柱连接塑性铰形态与现浇对比试件略有差别;修正的塑性铰长度模型可以较好地预测该类梁柱连接拉-压综合塑性铰长度。

螺栓连接预制混凝土梁-板子结构抗连续倒塌机理研究

为研究螺栓连接预制混凝土(PC)结构的抗连续倒塌性能,制作一个两跨1/3缩尺的螺栓连接PC梁-板子结构试件,采用堆加均布荷载与Pushdown相结合的加载方式研究其在受力过程中的开裂模式和抗力曲线。结果表明:螺栓连接PC框架具有较好的变形能力;在加载初期试件抗力主要由梁和板的抗弯机制提供;与RC结构不同的是压拱机制作用对PC梁抗倒塌贡献较少。由于梁柱节点部位螺栓附近混凝土容易发生撕裂破坏导致预制梁提早退出工作,但板中钢筋网在大变形阶段可以发展拉膜机制使得子结构可以继续承受荷载,不至于发生倒塌破坏。通过有限元软件LSDYNA建模,进一步分析了螺栓连接PC结构的预制梁与板(预制板和后浇叠合层)对结构抗力的贡献。有限元分析表明,预制板及后浇叠合层在加载初期的抗力贡献高达87%,在大变形阶段由于叠合层钢筋网发展拉膜机制,其抗力贡献也高达72%。