Web Shear Strengthening Technique of Deep Precast Prestressed Hollow Core Slabs under Truck Loads

Precast prestressed Hollow Core Slabs (HCS), are one of the famous and widely used slabs for concrete structures all over the world and widely implemented in the Middle East. HCS are used in industrial, commercial, residential buildings, as well as, in the parking structures. This paper succeeded to present new special details for deep HCS to enhance and strengthen the web shear strength capacity of HCS 400 and 500 mm depths respectively at the open parking area. This is subjected to heavy truck wheel loads so as to achieve the LRFD Code’s requirements. However, it is noticed many web shear cracks of HCS are used at parking area at many projects in Gulf Region. On the other hand, ACI318-14 permits no shear reinforcement in prestressed HCS thickness of less than 12.5 in (320 mm). The paper presents experimental tests program, to verify the numerical finite element of deep HCS under maximum design uniform loads, in addition to the new strengthening techniques. New strengthening techniques succeed to enhance the web shear capacity by significant percentage, due to the new details for HCS 400 by 68% up to 256% increasing of the web shear capacity compared to the ordinary HCS section. Also, HCS 500 shear capacity is enhanced with different percentages of strengthening techniques by 55%, up to 197% based on the different cases of strengthening. Furthermore enhancing deep HCS shear performance;the new techniques have an advantage of an easy execution at the site;casting with structural topping, otherwise the preparation can be done in precast factory before site handover, which saves time and cost compared to the others traditional strengthening techniques.

预应力FRP网格加固空心板梁桥的病害修复效果分析

针对空心板梁桥存在的典型病害问题,采用预应力纤维增强复合材料(FRP)网格进行加固,通过数值模拟分析其对底板开裂及铰缝破损病害的修复效果,讨论了FRP网格种类、用量、布置方式等参数对桥梁承载性能的影响.结果表明:在底板开裂部位横向或纵向布置预应力FRP网格,均可有效控制底板开裂和梁体下挠;在跨中横向布置预应力FRP网格,可有效降低铰缝破损的不利影响;若两类病害均显著存在,可采用横向布置预应力FRP网格进行综合加固;在预应力水平与加固量相同的条件下,玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)网格与碳纤维增强复合材料(CFRP)网格的加固效果基本相当.合理布置预应力FRP网格可有效改善空心板梁桥底板开裂和铰缝破损病害,有助于提升其长期受力性能.

预应力先张法板梁裂缝防控

先张法预应力板梁裂缝是一种较为普遍的质量通病,其形成的主要原因是由于施工过程中施工操作不当、工艺控制欠佳等。通过对预制板梁施工工艺进行改进,采取控制芯模上浮、合理设计混凝土配合比、规范浇筑工艺、控制保护层厚度、严格张力程序等措施,裂缝得到了有效控制。

先张空心板支座附近底板开裂原因及防治措施

为探讨先张空心板支座附近底板常出现横向开裂原因及其控制措施,根据实际先张空心板支座底板裂缝特点,基于精细化的空间实体模型,分析了荷载作用下先张空心板预应力筋失效孔的存在、数目及布置方式对其底板的影响,明晰了该类空心板底部裂缝的主要原因,并针对性地提出了防治措施。研究表明:预应力筋失效孔引起的底板应力过大是先张空心板支座附近底板开裂的主要原因,建议在进行先张法空心板设计时应计入预应力筋失效孔的影响,同时对钢束端部失效段的孔洞应采取填充等必要措施。

基于深圳市工业上楼项目装配式结构体系选型与关键技术研究

基于相关政策支持下的3个深圳市“工业上楼”建筑项目,分析其装配式结构体系选型的持续迭代推进。从设计施工一体化视角揭示钢结构和装配式混凝土2种结构体系落实“免支模免支撑”途径的差异性。选取装配整体式框架-剪力墙结构高层厂房为研究对象,多视角分析“部分现浇部分预制”楼盖施工过程,揭示楼层现浇区域对相邻柱网内预制构件吊装效率存在一定延伸效应。针对工业建筑装配式结构体系特点,分别对实现“全免支模”途径、预应力空心板楼盖整体性构造措施、相邻预应力空心板拼缝处反拱差处理措施、预制柱截面选型、柱与牛腿一体化实践、预制外墙密闭性构造措施解决途径等关键技术问题进行深入分析,吸纳工业建筑相关建造经验,在教学楼、写字楼等其他类型项目装配式结构体系中拓展应用。最后,就发挥装配式建筑优势的基本逻辑、建筑规则性与结构体系选型关系、“免支模免支撑”合理实现途径等问题展开讨论,并对工业建筑装配式结构体系选型提供合理化建议。

空心板桥梁加固技术应用及理论分析

本文简述了空心板桥梁的常见病害和现有的维修加固技术,对空心板桥梁的病害成因进行了详细的分析,并从加固原理和技术特点两方面对常用加固方法进行了对比,论证了预应力碳纤维板作为太高预制空心板梁的极限受弯承载力和抗弯刚度加固方案的有效性,相应提出了加固参数制定的理论分析过程,并基于两次假定进行了应力和挠度验算,确保了方案的适用性和可靠性。

预应力混凝土空心板桥梁加固方法研究

为解决预应力混凝土空心板桥梁应用环节存在的结构承载力下降、桥体老化严重问题,规避由此引发的桥梁受损、桥面裂缝困境,保证桥梁运行质量,对预应力混凝土空心板桥梁加固方法展开研究,以案例解剖的方式,基于三维有限元模型分析桥梁病害的具体形式和产生原因。在此基础上初步制定技术方案,并结合数值计算结果、经济性、可行性分析结果确定最终方案,梳理方案技术流程、评估方案应用效果,以提高预应力混凝土空心板桥梁建设质量。

先张法预应力空心板病害分析及处置对策研究

先张法预应力空心板梁桥应用广泛,经过多年运营后逐渐出现底板纵向裂缝、底板横向裂缝、腹板斜向裂缝及铰缝损伤等多种典型病害。这些病害产生的主要原因是设计缺陷及施工质量缺陷,交通荷载作用和环境侵蚀是病害发展的直接原因。为做好空心板梁的养护维修,建议采用底板灌浆修复底板纵向裂缝,采用HB-FRP加固法修复底板跨中横向裂缝,采用“植筋+高性能混凝土浇筑”工艺提升梁端抗剪承载能力。铰缝根据损坏程度可针对性地采用灌浆加固、重做现浇层和重做铰缝等方式提升桥梁整体刚度。

20 m先张法预应力混凝土空心板病害治理分析

20 m先张法预应力混凝土空心板被广泛应用于中等跨径的高速、国省干道桥梁上部结构上。文章通过分析不同桥梁加固方法在实际案例应用中的适用条件、优缺点,结合宁夏境内特定的桥梁,选择合理的上部结构病害治理组合方案,并就具体治理方案及后期检测养护进行阐述,以供参考。

既有预应力混凝土空心板应用现状及对策

中国现存大量老旧建筑,其中20世纪90年代以前的既有建筑的楼板、屋盖板多采用预应力混凝土空心板。通过文献调研及实地调查,对既有预应力混凝土空心板的发展历史、应用现状、性能评估及加固方法等进行了系统梳理分析,总结了既有建筑中预应力混凝土空心板存在的安全隐患,指出了其性能评估与加固方法研究中存在的不足。

既有空心板梁桥横向预应力碳纤维板加固技术研究

铰缝破坏会削弱装配式空心板的整体性能,影响结构的承载能力,因此,对于出现铰缝病害的空心板桥进行加固尤为必要。文章首先分析了装配式空心板桥常见铰缝病害,然后根据病害成因研究了加固方案及施工工艺,最后通过荷载试验进行了加固效果评价。结果显示,偏载工况下,8#梁横向分布系数改善8.9%;正载工况下,5#梁横向分布系数改善9.3%。

预应力混凝土空心叠合板试验

针对现有的一般预应力空心叠合板楼盖板较厚、自重较大等缺点,提出了一种新型的预应力混凝土空心叠合板。通过对3块简支板、3块简支叠合板和1块两跨连续叠合板进行静力荷载试验,分析了这种叠合板在静力荷载作用下的裂缝、承载力、挠度等特点,研究了其开裂荷载和极限承载力较高的原因。结果表明:这种预应力空心叠合板具有良好的抗裂性能和较高的极限承载能力;其开裂弯矩、极限承载力、挠度可按《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2002)进行计算,为这种叠合板的设计和工程应用提供了依据。

现浇预应力空心板梁楼盖现场试验研究

结合某实际工程的现场实验,通过建立精细有限元模型对现浇预应力空心板梁楼盖体系进行了分析.按静力等效原理着重讨论了预应力梁支座截面和跨中截面有效翼缘宽度的合理取值,同时分别对楼板在不同工况下荷载的双向传递进行了研究.试验结果表明,预应力梁的有效翼缘宽度与结构受力的类型密切相关,在预应力等效轴向力作用下的有效翼缘宽度比在预应力等效横向力和等效集中弯矩作用下的有效翼缘宽度大得多;板中预应力的作用会明显改变楼面荷载的双向传递规律.为便于实际应用,还定义了表征双向板荷载分配的参数.

聚合物改性混凝土加固空心板桥荷载横向分布理论及试验研究

为了解采用粘贴聚合物改性混凝土(MPC)加固空心板桥的效果,及加固后空心板桥荷载横向分布情况,以横向由4片空心板梁组成的空心板桥为研究背景,对加固后空心板桥的横向分布计算方法进行研究,并结合实桥加固后荷载试验结果进行对比分析。研究结果表明:采用MPC加固后的空心板桥荷载横向分布影响线较加固前平缓,桥梁横向整体受力性能显著提高;采用MPC加固后的主梁结构可以传递弯矩,传统的铰接板梁法已不能满足此种加固方法的横向分布计算,提出的修正刚接板梁法及修正G-M法可用于加固后该类型桥梁横向分布计算。

预应力高强混凝土空心板梁优化设计与试验研究

采用C8 0高强混凝土和低松弛 2 70级高强钢绞线 ,经优化选取了跨度 16m～ 3 0m、宽度 1 2m、截面混凝土空心率 5 3 5 %的预应力混凝土空心板 ,进行了跨度为 15 5m的原型预应力混凝土空心板从预应力钢绞线张拉到承载极限破坏的受力全过程试验 ,研究了其正截面和斜截面在正常使用状态下抗裂度、裂缝宽度和跨中挠度、极限承载能力以及延性等受力性能 ,为在公路桥梁结构中经济可靠的利用高效预应力高强混凝土空心板提供科研依据。研究成果应用于河南省重点工程———焦作至巩义黄河公路大桥及其连接线工程中的两座立交桥建设 ,取得了较好的经济效益。

粘贴竹板加固预应力混凝土空心板的试验研究

进行了9块粘贴竹板加固预制空心板的对比试验,其中3块为对比试件,6块为粘贴不同宽度和厚度竹板的加固试件.研究结果表明,粘贴不同竹板加固后,预制空心板开裂荷载较未加固对比试件提高5%～96%,平均提高41%;达到允许挠度时的荷载提高8%～76%,平均提高35%;极限荷载提高83%～184%,平均提高123%.各荷载的提高幅度均随竹板厚度和宽度的增加而增大.随荷载增加,加固试件跨中截面沿截面高度应变仍基本符合平截面假定.随着竹板厚度和宽度的增加,相同荷载作用下加固试件受拉边缘中心竹板拉应变和受压边缘中心混凝土压应变均较未加固对比试件有所降低.

大跨度预应力混凝土现浇箱体空心楼盖技术应用

采用箱体结构作为现浇空心楼盖结构内模,形成空心双向板,可大大降低楼盖自重,具有混凝土用量少、结构自重轻、地震作用小、隔声隔热效果好等优点,综合效益显著。

大开间预应力楼盖的研究

传统的混凝土楼板难以满足现代建筑结构对于跨度、载荷、延性、抗裂及整体性能的要求。利用高强钢丝、钢绞线作预应力配筋的圆孔板装配整体式楼盖、圆孔板叠合楼盖及双向叠合板楼盖具有较好的结构性能及经济效益,是利用高效材料达到的优良混凝土结构形式,可供设计、施工的技术人员参考。

注浆加固预应力混凝土空心板梁抗剪性能试验研究

为了对预应力混凝土空心板梁端部剪跨区内出现的腹剪斜裂缝进行加固,提出了对空心板梁端部注浆加固的措施,以达到增加空心板受剪截面积的目的。进行了3片足尺20 m先张法预应力钢筋混凝土空心板梁注浆加固后抗剪性能试验,以验证加固后空心板梁的受力性能及加固效果,三片梁端部注浆长度分别为1.5 m、2.0 m、2.5 m,分析了不同注浆长度下试验梁的应变、挠度、裂缝分布、刚度、承载力变化规律,通过与未加固前梁体试验结果对比,分析端部注浆加固措施对梁体抗剪承载能力的改善程度。试验表明,采取端部注浆加固措施后,梁体整体刚度变化较小,梁体在正常使用荷载作用下,端部剪跨区内没有出现腹剪斜裂缝,梁体的抗剪能力有较大提高,加固后梁体的破坏模式为加固段与未加固段交界处发生的弯剪破坏。

部分包覆钢-混凝土组合结构技术体系的应用研究

以采用部分包覆钢-混凝土组合结构的装配式建筑集成技术试验楼的应用为基础,对部分包覆钢-混凝土组合结构的设计(结构计算、构件设计、关键构件连接节点设计等)、构件生产安装施工等方面进行探索和研究。结果表明,部分包覆钢-混凝土组合结构与预应力混凝土空心板组合应用,在构件制作和节点连接方面能够大幅度提高组合结构预制化和装配化水平,大大减少现场湿作业,加快施工速度,提高施工效率,该技术为推动高效的装配式结构体系在我国应用及发展积累了经验。