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自承式钢筋桁架混凝土叠合板性能研究

作　者: 刘轶
导　师: 童根树
学　校: 浙江大学
专　业: 结构工程
关键词: 叠合板钢筋桁架试验研究刚度极限承载力支撑
分类号: TU375.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

钢筋桁架混凝土叠合板作为一种新型合理的楼板形式,在国外工程中已广泛采用,其是利用混凝土楼板的上下层纵向钢筋,与弯折成形的钢筋焊接,组成能够承受荷载的桁架,结合预制混凝土叠合板,组成一个在施工阶段无需模板的能够承受湿混凝土及施工荷载的结构体系。在使用阶段,钢筋桁架成为混凝土楼板的配筋,能够承受使用荷载。与传统的叠合板一样,钢筋桁架混凝土叠合板既具有预制板的施工快速的优势,又具有现浇板整体刚度大,抗震性能好的优点,但与传统的混凝土叠合板相比,其又具有自身的特点及优势。关于钢筋桁架混凝土叠合板在各受力阶段力学性能,国内尚无相关的研究。本文首先通过四块钢桁架混凝土叠合板、两块钢桁架混凝土整浇板在施工、养护、使用阶段受弯力学性能的试验,得到在不同阶段各板型的试验数据,并对比钢桁架混凝土叠合板与现浇板在力学性能上的差异,对自承式单跨简支单向钢桁架叠合板在施工阶段与使用阶段的受力性能以及极限承载能力进行了试验研究。之后,分析本课题研究钢筋桁架混凝土叠合板预制构件与一般受弯构件区别,结合试验数据,基于双线性理想化模型,从钢筋和混凝土的本构关系出发,在平截面假定的基础前提下,从混凝土力学的角度建立刚度方程,考虑纵向钢筋、混凝土预制层对预制构件截面刚度贡献,考虑裂缝出现的影响,通过一定的理论推倒及简化假定,提出预制构件短期刚度的计算公式,并与试验值及有限元结果进行了对比。根据叠合板预制构件施工阶段变形控制的要求,结合试验数据及有限元分析结果,利用ANSYS有限元软件,提出了施工阶段设置临时支撑的方案。在现有叠合构件研究成果的基础上,进行使用阶段刚度、极限承载能力及叠合面抗剪性能等方面的研究,探讨了钢筋桁架混凝土叠合板在正常使用阶段刚度、极限承载力的计算方法。最后综合本文研究内容,提出钢桁架混凝土叠合板在各阶段的设计及施工建议。

全文目录

第一章绪论  8-19
  1．1 引言  8
  1．2 叠合结构介绍及工程背景  8-14
    1．2．1 叠合结构的概念  8-9
    1．2．2 叠合结构的特点  9-10
    1．2．3 国外叠合结构的发展  10-12
    1．2．4 国内叠合结构的发展  12-14
  1．3 本文研究背景及研究内容  14-15
    1．3．1 叠合结构的研究背景  14
    1．3．2 国内外叠合结构的研究概况  14-15
  1．4 本文的研究目的及意义  15-19
    1．4．1 钢筋桁架叠合板的简介  15-17
    1．4．2 研究目的及意义  17-18
    1．4．3 本文的主要工作  18-19
第二章试验研究  19-35
  2．1 引言  19
  2．2 试件设计与制作  19-21
  2．3 试验方案及量测内容  21-25
    2．3．1 钢筋桁架混凝土叠合板及现浇板量测内容  21-22
    2．3．2 加载方案  22-23
    2．3．3 加载程序  23-24
    2．3．4 试验过程  24-25
  2．4 钢筋桁架混凝土叠合板施工阶段试验结果及简单分析  25-28
    2．4．1 试验现象描述  25-26
    2．4．2 试验现象分析  26-28
  2．5 钢筋桁架混凝土叠合板使用阶段试验结果及简单分析  28-34
    2．5．1 试验现象描述  28-31
    2．5．2 试验现象分析  31-34
  2．6 本章小结  34-35
第三章钢筋桁架混凝土叠合板预制构件刚度公式研究  35-59
  3．1 引言  35
  3．2 截面抗弯刚度的概念  35-37
  3．3 已有叠合结构预制构件短期刚度的研究  37-42
    3．3．1 我国规范中叠合结构的刚度公式  37-40
    3．3．2 基于回归分析提出的刚度公式  40-41
    3．3．3 其他研究成果提出的预制构件刚度公式  41-42
  3．4 钢筋桁架混凝土叠合板预制构件刚度研究  42-48
    3．4．1 本文方法分析思路  42
    3．4．2 本文提出几种刚度计算方法  42-48
  3．5 本文提出的钢筋桁架混凝土叠合板预制构件刚度公式的验证  48-52
    3．5．1 运用刚度公式计算预制构件挠度的计算步骤  48-49
    3．5．2 算例  49-52
  3．6 预制构件短期刚度的ANSYS有限元分析  52-57
    3．6．1 有限元模型的建立  52-54
    3．6．2 预制构件受弯变形的有限元计算分析  54-57
  3．7 本章小结  57-59
第四章钢筋桁架混凝土叠合板叠合后刚度、极限承载能力及设计建议  59-70
  4．1 引言  59-60
  4．2 叠合后构件短期刚度计算方式的探讨  60-64
    4．2．1 混凝土规范中叠合后结构的刚度公式  60-62
    4．2．2 基于“平行关系”提出的刚度公式  62
    4．2．3 本课题试验中正常使用阶段叠合后试件短期刚度计算方法  62-63
    4．2．4 规范中叠合后构件短期刚度计算结果与试验值的比较  63-64
  4．3 叠合后构件极限承载能力的探讨  64-67
    4．3．1 叠合构件极限承载能力的研究及计算方法  64-65
    4．3．2 叠合板极限承载能力计算结果与试验值的比较  65-67
  4．4 叠合面抗剪能力分析  67
  4．5 钢筋桁架混凝土叠合单向板施工及设计建议  67-69
    4．5．1 施工阶段  67-68
    4．5．2 正常使用阶段  68-69
  4．6 本章小结  69-70
第五章本文工作的总结与展望  70-72
  5．1 本文工作的总结  70-71
  5．2 进一步工作的设想  71-72
参考文献  72-74
致谢  74

自承式钢筋桁架混凝土叠合板性能研究

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