部分预制装配型钢混凝土柱火灾后偏压试验研究

通过6个试件的火灾后偏压试验以及1个试件的常温下偏压试验,对配置活性粉末混凝土外壳的部分预制装配型钢混凝土(Partially Precast Steel Reinforced Concrete,PPSRC)柱和空心预制装配型钢混凝土(Hollow Precast Steel Reinforced Concrete,HPSRC)柱的火灾及火灾后偏压性能进行了对比分析。研究了受火时间、偏心率和核心混凝土强度对PPSRC柱及HPSRC柱的火灾下内部温度分布及火灾后剩余承载力、变形能力等方面的影响,并基于试验结构,对火灾下试件截面温度场进行了数值模拟分析。试验结果表明:火灾升温过程中试件截面测点温度存在明显的温度平台,火灾后试件的活性粉末混凝土外壳未发生爆裂现象,混凝土对型钢具有较好保护作用;模拟结果表明,截面温度及温度变化幅度由表及里逐渐降低,核心混凝土受到良好保护作用,温度相对较低;在偏压荷载下,火灾后试件的偏心受压破坏过程以及破坏形态和常温下类似,剩余承载力随火灾升温时间的增长和偏心率的增大而降低,随核心混凝土强度的增大而升高,试件的延性随核心混凝土的强度增大而增大。

预制装配式型钢混凝土梁抗剪承载力的智能模型研究

通过建立计算预制装配式型钢混凝土(PSRC)梁抗剪承载力的智能模型,在一定程度上提高了计算精度与适用性。基于BP人工神经网络算法,通过对影响PSRC梁抗剪承载力的相关参数进行梳理,选取14个主要影响参数作为输入层,以试算法确定隐含层节点数为5,初步构建了3层结构人工神经网络系统;以收集的76组试验数据作为学习样本,对构建的神经网络系统进行训练,建立了对PSRC梁及SRC梁抗剪承载力计算的N14-5-1智能模型。使用智能模型对6个PSRC梁构件及6个SRC梁构件进行抗剪承载力计算,并通过与规范公式计算结果、试验结果的对比分析,证明了智能模型具有良好的计算精度及较好的泛化能力,具有一定的工程参考意义。运用Garson算法对输入参数进行敏感性分析,结果表明箍筋间距、型钢屈服强度、箍筋屈服强度、型钢腹板含钢率对抗剪承载力影响较大。随着研究试验的开展,在收集更多具有代表性的试验数据以扩充学习样本后,可对智能模型进一步优化。

部分预制预应力型钢混凝土梁受力性能试验与设计方法研究

为简化现场施工工序,创新将预应力技术与装配式技术集成应用于型钢混凝土结构中,提出部分预制预应力型钢混凝土(PPPSRC)梁。通过5个梁试件的受弯性能试验及5个梁试件的受剪性能试验,研究了预应力施加顺序、预应力度、预应力筋高度及预制混凝土种类对PPPSRC梁的破坏形态和截面应力发展的影响,并结合试验结果对各试件的裂缝发展规律、承载及变形能力进行了分析研究。研究结果表明:预应力施加于梁预制部分或施加于整个梁对PPPSRC梁受力性能影响较小,不同预应力施加顺序的试件开裂荷载与峰值荷载差值均在5%以内;预应力度和预制部分混凝土种类对PPPSRC梁的抗裂性能影响显著,其中PPPSRC梁的开裂荷载相较于普通型钢混凝土梁最高可提高166%,而预制部分采用超高性能混凝土相比预制部分采用普通混凝土的试件开裂荷载可提高33%。基于试验结果建立了适用于PPPSRC梁的受弯、受剪承载力以及开裂荷载的计算公式,计算结果与试验结果吻合较好。

预制装配型钢混凝土梁抗剪性能研究

基于ABAQUS软件预制装配型钢混凝土梁(PSRC)的精细化有限元模型,首先对比了高强螺栓加固与未加固试件的承载能力与破坏模式,结果表明界面粘结强度是影响PSRC梁承载能力的关键,采用高强螺栓加固破坏时型钢已屈服,材料强度得到充分利用,因此为避免发生粘结破坏,设计时需采取相应加固措施。通过研究用钢量与混凝土强度对试件承载能力的影响发现:PSRC梁中型钢贡献了大部分抗剪性能,混凝土强度对承载能力的影响不大,用钢量的增加可显著提升试件初始刚度与承载能力。将模拟结果与3种规范计算结果进行对比,结果表明钢骨规程计算结果与模拟结果吻合较好,但并未考虑混凝土基体与型钢的组合作用,仍存在一定局限性。

预制装配式型钢部分外包混凝土梁受剪性能试验研究

提出了一种部分预制部分外包装配式组合梁,为研究其受剪性能,设计了5根预制装配式型钢部分外包混凝土(PPEC)梁和1根整浇部分外包混凝土(PEC)梁。观察了PPEC梁在竖向荷载作用下的剪切破坏特点并绘制了荷载-跨中挠度曲线,分析了混凝土强度等级、剪跨比和浇筑方式对受剪承载力的影响。试验结果表明:PPEC梁截面形式与构造基本可行,破坏形式均为剪压破坏。混凝土强度越高,PPEC梁受剪承载力越高;随剪跨比增大,PPEC梁受剪承载力降低;PPEC梁受剪承载力略小于整浇PEC梁。

预制空腔柱在装配式混凝土框架结构中的应用研究

装配式建筑是以设计标准化、生产工业化、施工装配化、管理信息化为特征,集设计、生产、施工为一体,实现了建筑节能、环保、缩短施工周期等问题,同时也适应了建筑业“四节一环保”和“两提两减”的要求,目前积极推广应用装配式建筑、发展装配式建筑已经成为推动社会经济发展的国家发展目标。

部分预制装配型钢混凝土柱受火后轴压性能试验研究

为研究部分预制装配型钢混凝土(PPSRC)柱在受火后的受压性能,开展了8个足尺PPSRC柱试件在历经ISO 834标准明火试验后的轴压试验和1个未受火PPSRC柱对比试件的轴压试验,研究核心部分混凝土强度、配箍间距及截面尺寸对标准受火条件下试件截面温度-时间曲线、轴压荷载-位移曲线和剩余承载力的影响。结果表明:RPC预制外壳能对内部型钢和核心混凝土起到良好保护作用;箍筋间距、现浇混凝土强度对截面温度场影响不大,型钢保护层越大,截面内部温度升高越慢且最高温度越低;PPSRC柱受火后轴压破坏形态与常温下类似;核心混凝土强度增加,试件承载力增大;箍筋间距减小对受火后试件承载力提高有利。

装配式预制型钢外部混凝土梁受弯性能分析

利用四点静力加载试验测试了装配式预制型钢外部混凝土梁的受弯性能,分析结构的破坏模式、弯矩-曲率曲线以及承载性能,量化对比浇筑方式、混凝土强度等级以及翼缘厚度对装配式预制型钢外部混凝土梁弯曲-曲率曲线的影响。结果表明,组合梁弯矩-曲率曲线均随着曲率的增加,组合梁的弯矩先快速增加后趋于稳定的变化规律。当混凝土强度等级从C20到C40,组合梁极限承载性能提升了10.2%;当钢材底部翼缘厚度从7mm增加至11mm,组合梁极限承载性能提升了16.2%。即混凝土强度等级越高、钢材底部翼缘厚度越厚,装配式预制型钢外部混凝土梁抗弯性能越强。

新型预制钢筋混凝土柱装配技术与检测方法

为加快装配式混凝土结构构件研发和检测技术发展,本文依托实际工程介绍了一种新型预制钢筋混凝土柱的构造、装配技术和检测方法。结论如下:新型预制钢筋混凝土柱显著提高了接头连接质量,使现场装配更加灵活,施工容许误差比灌浆套筒连接更大;由于养护工艺不同,现浇连接段的混凝土强度会稍低于预制段混凝土强度;现浇连接节点根部容易出现蜂窝现象;当混凝土标号在C50~C60之间时,应同时采用高强混凝土回弹仪和普通混凝土回弹仪进行强度推定;超声相控阵雷达可有效检测连接段内部缺陷,但需调整增益大小并结合钢筋分布和工程经验判别缺陷。该新型预制钢筋混凝土柱为装配式混凝土结构提供一种新的预制构件,其工程经验可为相似工程提供参考。

部分预制装配型钢混凝土柱抗震性能试验研究

为充分发挥型钢混凝土结构受力性能及预制装配结构施工性能方面的优势,提出了部分预制装配型钢混凝土实心柱(PPSRC柱)和空心柱(HPSRC柱),结合2个系列10个柱试件的拟静力试验,对两种柱的抗震性能进行了研究.通过对试件的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、耗能能力及变形能力、承载力及刚度退化的研究,并结合各试件的实测应变结果,对柱截面形式、轴压力、配箍率和现浇混凝土强度对PPSRC柱和HPSRC柱抗震性能的影响进行了分析.研究结果表明:PPSRC柱试件的最终破坏形态分为弯曲破坏与弯剪破坏,HPSRC柱试件均发生弯剪破坏,所提出的高强高性能预制混凝土外壳能够很好地与型钢及现浇混凝土协同工作,主要受力方向型钢与外部混凝土之间未发现明显的黏结裂缝;由于内部混凝土的存在,PPSRC柱相比于HPSRC柱拥有更好的耗能及变形能力;轴压力较低、配箍率较大的试件表现出更好的耗能能力及变形能力.通过对两种柱试件的受弯承载力分析可知,中低轴压比的PPSRC柱与HPSRC柱拥有相近的受弯承载力,在同一结构中HPSRC柱可与PPSRC柱沿竖向混合使用,以有效避免柱变截面处的刚度及承载力突变带来的影响.

部分预制装配型钢混凝土短柱抗震性能试验研究

为了充分发挥预制装配结构在施工性能及型钢混凝土结构在抗震性能方面的优势,提出了部分预制装配型钢混凝土柱(PPSRC柱)及预制装配型钢混凝土空心柱(HPSRC柱)。PPSRC柱由高性能混凝土预制部分与普通强度混凝土现浇部分组成;为进一步减轻柱自重,HPSRC柱保持柱横截面空心。结合2个系列10个试件的拟静力试验,对PPSRC短柱与HPSRC短柱的抗震性能进行了研究。通过对试件的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、变形及耗能能力的研究,对柱截面形式、现浇混凝土强度、轴压力、配筋率及配箍率对PPSRC短柱和HPSRC短柱滞回性能的影响进行了分析。研究结果表明:配筋率较低的PPSRC短柱与HPSRC短柱的最终破坏形态为弯剪破坏,其余配筋率较高的试件均发生剪切破坏;所提出的预制高性能混凝土外壳、型钢及现浇混凝土能较好地协同工作,试件柱身未发现明显的纵向黏结裂缝;由于柱芯混凝土的存在,PPSRC短柱比HPSRC短柱表现出更好的耗能及变形能力;轴压力较低、配箍率较大、现浇混凝土强度较高的试件表现出更好的耗能及变形能力。基于试验结果和现行规范,提出了PPSRC短柱与HPSRC短柱的受剪承载力计算式,其计算值与试验值吻合较好。

装配式混凝土石化管廊柱脚节点的抗震性能试验研究

为了研究新型装配式混凝土石化管廊柱脚节点的抗震性能,设计并制作3个足尺的预埋型钢式柱脚节点,并对柱脚节点开展低周反复加载试验:通过分析不同节点的破坏形态和抗震性能参数,研究拉结筋和加载方向对柱脚节点抗震性能的影响。结果表明:各节点的滞回曲线较饱满,具有较强的耗能能力,型钢预留拉结筋能够有效增强预制柱与外包混凝土的连接,设置有拉结筋的节点的抗震性能最佳;沿节点横截面强轴和弱轴施加水平往复荷载下极限承载力相近,弱轴受力下节点具有相对更好的变形能力;3个节点最终破坏均为外包混凝土损坏剥落,预制柱身完好无开裂,3个节点在外包混凝土破坏后承载力无明显下降;基于试验结果分析认为,外露式柱脚的极限承载力可采用规范中的承载力计算公式计算,且计算值与试验值吻合较好。

部分预制装配型钢混凝土柱轴压性能试验研究

为研究部分预制装配型钢混凝土(PPSRC)柱在轴向荷载作用下的受力性能,对9根PPSRC柱(其中7根PPSRC实心柱和2根PPSRC空心柱)和1根现浇型钢混凝土柱进行静力加载试验,研究内部混凝土强度、配箍率和型钢翼缘是否焊接栓钉等参数对其破坏形态、荷载-位移曲线以及轴向承载力的影响。基于Mander模型,分析了型钢对混凝土的约束作用,建立了考虑不同约束区混凝土轴心抗压强度差异的PPSRC柱轴压承载力计算方法。试验结果表明:型钢与预制混凝土、现浇混凝土之间共同作用良好;实心柱和空心柱破坏形态相近,破坏时均在柱中部呈现混凝土的压溃脱落现象;随着内部混凝土强度的提高和箍筋间距的缩小,柱承载力呈上升趋势,但受型钢翼缘是否焊接栓钉影响不大。最后基于强度叠加方法建立了PPSRC柱轴压承载力计算公式,并根据试验结果验证了其准确性。

部分预制装配型钢混凝土梁受力性能试验研究

结合国内外现有研究成果,提出部分预制装配型钢混凝土梁。结合2个系列7个梁试件的受弯性能静力试验及3个系列17个梁试件的受剪性能静力试验,对部分预制装配型钢混凝土(PPSRC)梁、空心部分预制装配型钢混凝土(HPSRC)梁的受弯性能以及处于正、负弯矩区段的部分预制装配型钢混凝土(PPSRC)梁和采用蜂窝型钢的部分预制装配型钢混凝土(PPCSRC)梁的受剪性能进行试验研究。结合与全现浇型钢混凝土(SRC)梁试件的比较分析,对制作方式、截面形式和现浇混凝土强度对PPSRC梁、HPSRC梁以及PPCSRC梁受力性能影响进行了分析。结果表明,文中提出的预制外壳能够很好地与现浇混凝土协同工作,浇筑方式及现浇混凝土强度对试件的承载力影响较小。基于试验结果提出适用于PPSRC梁及PPCSRC梁的实用抗剪公式,其计算结果与试验结果吻合较好。

预制装配式部分钢骨混凝土框架梁柱中节点抗震性能试验研究

预制装配式混凝土结构的节点连接方式是目前解决该技术推广的重点问题.提出了预制装配式部分钢骨混凝土框架结构的概念,即把钢筋混凝土框架结构分解成柱预制构件和梁预制构件两个部分,只在构件连接区和梁柱核心区设置钢骨,钢骨在混凝土构件中不连续,连接区为无筋钢骨混凝土.开展了3个预制装配式部分钢骨混凝土框架中节点试件的低周往复试验,并与两个相同工况的钢筋混凝土框架中节点试件进行了对比.对2种形式5个试件的破坏规律、滞回曲线、承载能力、刚度退化及延性进行了分析,发现预制装配式部分钢骨混凝土试件的承载力是相同配筋的钢筋混凝土试件的3倍,承载力及刚度退化缓慢,延性和耗能能力较好,说明装配式连接节点的设计可靠、抗震性能好,符合强节点、弱构件的抗震设计理念,可用于预制装配式混凝土框架结构的现场装配施工.

部分预制装配型钢混凝土构件斜截面抗剪承载能力试验研究

为建立部分预制装配型钢混凝土(PPSRC)构件的抗剪承载力计算公式,该文设计并进行了7个试件的静力加载试验,考虑了剪跨比、现浇混凝土强度和截面形式三个变化参数对PPSRC构件抗剪性能的影响。通过分析试件的破坏过程、剪力-位移曲线和剪力-应变曲线,对PPSRC构件的破坏机理和抗剪承载力进行研究。基于试验结果,分析了预制装配型钢混凝土构件抗剪承载力的主要影响因素,依据叠加原理提出了部分预制装配型钢混凝土构件斜截面抗剪承载力计算公式。试验结果表明:部分预制装配型钢混凝土构件斜截面破坏形态有斜压破坏和剪压破坏两种形式,预制混凝土和现浇混凝土的协同工作良好;提出的抗剪承载力计算公式可为部分预制装配型钢混凝土构件的设计提供一定的基础。

预制装配式部分钢骨混凝土框架梁柱节点承载能力的试验研究

为了更好的实现建筑结构工厂化生产,找到可靠、实用、经济的预制装配式结构连接方式,提出了预制装配式部分钢骨混凝土框架结构的概念,进行了六个预制装配式部分钢骨混凝土节点试件的低周往复试验,并与四个相同工况的钢筋混凝土试件的承载力、裂缝和破坏情况进行了对比分析,结果表明:预制装配式部分钢骨混凝土试件的承载力约为普通钢筋混凝土试件的3倍,符合"强节点弱构件、强柱弱梁"的抗震设计理念,说明预制装配式部分钢骨混凝土框架结构的承载能力优于普通钢筋混凝土结构,连接可靠,是实现工厂化生产、现场装配施工的可行结构形式.

装配整体式地下车站钢管混凝土柱-型钢混凝土叠合梁节点力学性能研究

目的:为了保障新型节点的传力有效性与车站安全性,需对城市轨道交通装配式车站的新型钢管混凝土柱-型钢混凝土叠合梁节点的力学性能进行研究。方法:针对车站正常使用阶段,建立足尺模型;采用原位对拉方式加载,研究新型钢管混凝土柱-型钢混凝土叠合梁节点静载作用下的力学性能;结合力学试验结果,利用ANSYS软件中的纤维单元建立数值分析模型,对影响节点受力性能的重要参数进行分析。结果及结论:节点连接区的破坏形态为靠近柱端受压区位置部分混凝土压碎剥落,梁顶的裂缝增多并发展;通过荷载-位移曲线及应变分析验证了节点的破坏是经过了裂缝出现、屈服变形和塑性变形等几个阶段,力学试验表明预制混凝土、现浇混凝土和型钢的粘结良好并共同工作,节点具有良好的整体性能;通过数值模拟及其参数分析可得出,叠合梁节点的混凝土强度等级增加可使承载力提高,但延性降低,节点型钢的翼缘宽度对承载力及刚度的影响很小。

预制装配式型钢混凝土剪力墙试验与模拟受力分析

文中以预制装配式型钢混凝土剪力墙为研究对象,制作试件开展低周往复加载试验,分析结构承载能力等性能。根据结构受力情况,采用有限元软件模拟剪力墙受力,最终获得了与试验结果相吻合的分析数值,验证了数值模拟方法在预制剪力墙结构受力分析上的有效性。

装配式混凝土建筑预制柱钢筋精准定位快速施工技术分析

随着我国建筑领域逐渐朝着产业化、规模化的方向发展,装配式混凝土建筑模式得到了极大的创新,为进一步保障建筑使用成效,解决预灌浆套筒精准定位问题,本文以某高校新校区建设工程为例,分析预制柱钢筋定位施工技术,明确施工流程、要点及质量保障措施,以尽量避免出现钢筋轴线偏差问题,提高施工质量,进而减少人力、物力、财力等资源的浪费,提高经济效益。