Laminated Solid Timber Slab with Transverse Prestressing Using the Strategy of Interleaved Vertical Displacement of Lamellae

This article presents a study on the structural behavior of transversely prestressed laminated timber slabs,focusing on an innovative approach:vertically misaligned lamellae.This misalignment,achieved by sliding vertically the wooden lamellae rather than aligning them,enhances the slab’s cross-section moment of inertia,thereby improving load-bearing capacity and stiffness.Testing involved two groups of structural size specimens:one with vertically aligned lamellae(control group)and the other with misaligned lamellae(study group).Results showed the study group exhibited 42%superior stiffness and 10%less load capacity compared to the control.Failures typically occurred individually in the lamellae,particularly in those with defects or lower modulus of elasticity,concentrated in the middle third of the slabs’free span where tensile stresses peak.Despite a higher number of failed lamellae,the study group demonstrated promising performance.Analysis of prestressing bar indicated no damage at all in the thread,suggesting potential for reducing bar diameter.These findings offer crucial insights into applying these slabs in timber construction as well as to any kind of construction.

Influence of key factors on deflection of bonded prestressed concrete simply supported slabs subjected to fire

In order to validate the accuracy of nonlinear fire simulation programs,comparison analysis is carried out between simulation and experiment induced from small-scale specimens,and then fire resistance of large-scale prestressed concrete slabs is further investigated through parameter expansion.The influences on fire resistance ratings controlled by deflection are explored and discussed,including effective span,concrete cover thickness,load level,prestress degree,effective prestress,composite reinforcement index and other factors.The calculated results indicate that fire resistance ratings of large-scale bonded prestressed concrete simply supported slabs are bigger than those of small-scale ones.Finally,the calculation formulas of fire resistance ratings controlled by deflection are established,which rationally consider the influence of effective span,concrete cover thickness,load level,composite reinforcement index and so on key factors.

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.

Rational concrete cover of prestressed concrete beams and slabs for fire resistance

As the influence of the ratio of the characteristic value of structural resistance to that of frequent combination effect, K, on the thickness of concrete cover of prestressed concrete （PC） beams and slabs for fire resistance is not considered sufficiently in design criteria for concrete structures in China and other countries at present, numerical analyses were carried out by ANSYS software on unbonded prestressed concrete （UPC） oneway simply-supported and continuous slabs and beams, and bonded PC simply-supported and continuous beams subjected to fire in 186 cases. In the analysis, K, section dimensions and the thickness of concrete cover are regarded as independent variables and some calculation parameters determined by trial and error based on test resuits. Calculation formula for fire endurance of UPC simply-supported and continuous slabs was proposed, and the recommended thicknesses of cover of PC beams and slabs was presented in consideration of the influence of K and section dimensions as well as fire endurance requirements. Comparison analysis of relevant design criterions in China and other countries was performed to verify the rationale of the proposed values.

预应力UHPC槽形节段与整体式混凝土板组合梁受剪性能

将预制的UHPC槽形节段通过干缝连接和预应力张拉形成槽形梁,再与整体现浇的混凝土板组合成的组合梁,称为预应力UHPC槽形节段与整体式混凝土板组合梁(PUCS-MCS组合梁)。它是一种能充分发挥不同材料的性能、施工方便且整体性能好的新型桥梁结构。为探究其抗剪性能,开展了9根模型梁的试验。分析了接缝数、接缝处剪力键数、剪跨比、UHPC钢纤维体积率、配箍率和纵筋率等参数对试件变形、破坏模式、抗剪承载力的影响;基于试验研究结果,提出了PUCS-MCS组合梁抗剪承载力计算方法。结果表明:PUCS-MCS组合梁均为剪压破坏,所有梁在开裂前的荷载-挠度曲线差异不大,在开裂后刚度不断下降;PUCS-MCS组合梁的抗剪承载力随接缝处剪力键数、UHPC钢纤维掺量、配箍率和纵筋率的增大而增大,随干接缝数量增加和剪跨比的增大而减小,其中影响最显著的是干接缝和剪力键,影响最小的是钢纤维掺量和配箍率,因此PUCS-MCS组合梁可不配箍筋,并可采用较低钢纤维掺量的UHPC。

随州公共活动中心结构设计

随州公共活动中心是体型复杂的多馆合一式综合性城市公共建筑,具有平面单向超长、质量分布明显不对称、大跨度、大悬挑、顶板大开洞等特点。在对该结构体系进行了重难点分析的基础上,采用现浇预应力钢筋混凝土框架+屈曲约束支撑的减震结构体系,利用屈曲约束支撑解决平面单向超长造成的扭转,同时使结构形成多道抗震防线;大跨度楼盖采用预应力密肋楼盖控制结构高度;针对顶板大开洞的嵌固端问题提出了具体的加强措施。提出了针对该类结构的BRB布置及减震参数设计,通过有限元数值仿真分析论证了BRB的减震效果。针对超限情况提出了抗震性能目标及抗震措施。

预应力混凝土拱板屋架检测鉴定与加固

预应力混凝土拱板屋架结构在我国粮食仓储领域扮演着举足轻重的角色,作为主要的粮仓顶部结构形式,对其检测鉴定进行研究具有重要的实际指导意义。从我国研究现状来看,大多数研究都聚焦于施工工艺和施工设计,在检测鉴定及加固技术方面的探讨相对较少。选取罗山国家粮食储备库的预应力混凝土拱板屋架作为研究对象,从工程检测、承载力验算、数值模拟及加固设计等多个环节开展研究,最后,针对不符合承载力要求的下弦板,提出体外预应力加固的设计方案。这一系列研究成果不仅对预应力拱板的检测鉴定提供科学可靠的理论基础及参数化模型,也为同类工程的加固设计提供新的借鉴。

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.

装配式建筑预应力楼板技术研究与应用综述

随着国家对装配式建筑的大力推进,建筑装配率指标也越显重要,为提高建筑装配化程度,预应力楼板技术逐渐被应用到各个工程项目中。从政策规范、相关产品应用情况、装配式建筑发展趋势三个角度来阐述预应力楼板的应用状况。从结果统计来看,钢管桁架预应力叠合板、ZDB预应力叠合板、预应力混凝土叠合板适合住宅建筑,而预应力双T板、预应力空心板(SP板)、预应力带肋叠合板主要适用于大跨度公建建筑;在产品成熟度上,钢管桁架预应力叠合板技术最为成熟,应用项目最多、经济效益最好。从区域分布上看,广州、上海、浙江属于经济发达区域,装配式建筑发展已经较为成熟。

采用浅铰缝的横向预应力空心板桥受力性能

为了消除铰缝病害对装配式空心板桥的不利影响,提出了一种采用浅铰缝的横向预应力装配式空心板桥方案。通过对一跨跨径13 m的空心板桥足尺模型的试验和非线性有限元分析,研究荷载作用下的桥梁受力性能。试验结果表明,浅铰缝结合面法向黏结强度为弱侧混凝土轴心抗拉强度的40%;结合面的切向黏结强度为弱侧混凝土轴心抗压强度的1.1%。试验过程中铰缝和新旧混凝土结合面保持完好,空心板先于铰缝破坏失效。采用浅铰缝的横向预应力装配式空心板桥的破坏模式为空心板破坏,铰缝不再是空心板桥受力的薄弱环节。有限元计算结果表明,横向预应力大大减小了铰缝结合面的法向拉应力。空心板桥的浅铰缝结合面发生的是剪切破坏而不是弯拉破坏。参数分析结果表明,施加横向预应力时,预应力不宜小于预应力钢筋强度标准值的45%。

装配式预应力槽型板抗爆性能研究及工程应用

对装配式预应力槽型板进行抗爆性能试验,再用ABAQUS软件对槽型板试验对比分析,验证了有限元分析结果的准确性。同时利用该有限元软件对足尺截面的槽型板进行模拟,对比分析了静载和动载形式下结构的破坏形式和受力形态,最后介绍装配式预应力槽型板结构的工程应用,结果表明:装配式预应力槽型板在5级人防荷载作用下结构处于完全弹性状态,4级荷载作用下仅出现细小受拉裂纹,塑性变形小,说明混凝土槽型板可以承受4级人防荷载不受破坏。ABAQUS软件对试验模拟准确性高,为结构抗爆性能分析提供了可行的解决方案。装配式预应力槽型板结构在爆炸荷载作用下具有良好延性。装配式预应力槽型板结构符合我国装配式建筑的要求,具有省时、省人工、节能及高质量等优势,有利于在工程中应用及推广。

桥梁工程后张法预应力梁板施工质量控制研究

随着我国公路和桥梁工程的快速发展,后张法预应力梁板施工技术在桥梁工程中得到广泛应用。在此情况下,为确保桥梁工程的安全、耐久和美观,提高施工质量成为关键。该文通过对桥梁工程后张法预应力梁板施工质量控制的研究,以实际工程为例,分析预应力梁板施工每一环节的技术要点,提出相应的质量控制措施,以供专业人士参考。

PK梁板在装配整体式框架结构中的应用

针对PK预应力混凝土叠合梁、预应力混凝土叠合梁同时在一个工程中应用遇到的模板设计与计算、起重设备的选型和吊具选择以及施工工艺等问题,结合工程实际情况,形成了PK预应力混凝土叠合梁板组合的施工工艺流程,确保PK预应力混凝土叠合板吊装的精确定位及受力性能,满足工程质量要求。

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。

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。

双层车辆荷载作用下地下空间半悬挂车道动力响应仿真分析

[目的]新型地下综合体预应力吊墙半悬挂式行车道结构具有美观、净空大的优点,但对该新型结构的力学性能的研究尚处于起始阶段,需要对该半悬挂式车道板结构的动力特性进行深入研究。[方法]以深圳市黄木岗地下综合交通枢纽某区间半悬挂式车道板隧道为背景,采用Midas/GTS软件建立地下综合体半悬挂车道板三维有限元模型,研究了双层车辆荷载作用下半悬挂车道板的位移、加速度、应力的动态响应规律。[结果及结论]车辆动荷载作用下,车道板中部位移及加速度响应最大,沿车道板中部至侧墙连接处位移与加速度响应逐渐减弱,车道板位移响应峰值约为吊墙、顶板与侧墙的4.6~12.3倍,吊墙、顶板与侧墙的加速度响应峰值约为车道板中部的4.0%~21.6%;动荷载作用下,车道板中部以及与侧墙的连接部位应力响应明显,在车道板与侧墙的连接处出现了应力集中现象,并表现为轻微的不对称变形特征;上层车辆荷载对吊墙的位移与加速度响应幅值影响相对较大,增长幅度明显高于其他区域。

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。

预制拼装大悬臂倒T盖梁设计与施工

近年来,随着国家积极发展预制装配式建筑,全预制小箱梁+预制拼装大悬臂倒T盖梁+预制拼装立柱的全预制拼装方案在城市高架桥梁建设中的得到了广泛应用。由于盖梁一般体量较大,其合理设计和施工通常成为全预制拼装方案的关键。结合呼和浩特市昭乌达路哲里木路改造提升工程,介绍预制拼装大悬臂倒T盖梁的设计、计算及施工,可为同类型工程设计和施工提供借鉴和参考。

复杂地下空间环境下城市桥梁基础设计研究

城市道路地下分布着各种基础设施及建筑结构,这些构筑物形成了复杂的城市地下空间环境。作为重要的基础设施,城市桥梁基础也参与地下空间环境中。桥梁基础设计及施工均会受到地下临近构筑物的影响。结合西安凤城八路-太华路立交工程,探讨了桥梁基础避让地铁、排水干管等地下构筑物时采取特殊的结构设计和地基处理措施,采用预应力异形承台设计、旋喷桩地基加固设计和设置永久桩基钢护筒等措施。经研究分析,以上措施能够很好地解决桥梁下部基础设计难题,不仅节约工程造价,还具有一定的创新性,项目建成后运营良好,取得较好的社会效益和经济效益。

拱板平房仓方案对比分析

拱板是一种板架合一的屋盖结构,具有自重较轻、空间刚度大、整体性能好、仓内顶棚美观且容易清扫等优点。拱板施工工艺有地面预制吊装、空中预制滑移和满堂模板支撑原位整体现浇3种方式。拱板结构有预应力和非预应力两种形式。本文针对拱板平房仓预应力和非预应力两种结构形式,对比分析两种方案,设计时可根据具体使用要求确定。