压型钢板-ECC组合楼板纵向剪切性能试验研究及分析

发布时间：2020-04-16 18:56

【摘要】：压型钢板-混凝土组合楼板体系能有效发挥钢材的良好受拉性能和混凝土的良好受压性能,且该体系具有塑性性能良好、自重较轻、经济效果较好、施工方便快捷等优点。基于以上优点,其普遍被应用在钢结构建筑中。研究表明,组合楼板主要破坏模式为纵向剪切破坏,破坏时,压型钢板与混凝土界面出现纵向滑移与局部竖向分离;压型钢板与混凝土界面纵向粘结性能和变形协调能力较差,容易发生纵向剪切滑移。Engineered Cementitious Composites(ECC)为一类高韧性工程增强水泥基复合材料,ECC具有高韧性、高延性及与钢筋较强的协同变形能力等优点,考虑ECC材料的优点,提出压型钢板-ECC组合楼板体系。为探讨研究压型钢板-ECC组合楼板纵向剪切性能,本文试验中共设计12块ECC组合楼板足尺试件,且对所有试件进行静力加载试验,探讨剪跨、压型钢板厚度、组合楼板厚度、端部栓钉、抗剪钢筋等因素对ECC组合楼板受力性能及破坏模式的影响规律。研究表明,剪跨区设置抗剪钢筋的试件均发生弯曲破坏,未设置的试件均发生纵向剪切破坏;与普通混凝土组合楼板对比,试件达到峰值荷载时,ECC组合楼板端部相对滑移较小;随着压型钢板厚度和组合楼板厚度增加,试件纵向剪切承载力增加;通过端部设置栓钉及剪跨区设置抗剪钢筋都能增加试件纵向承载力。在试验研究的基础上,根据Eurocode4中m-k法、PSC法及CECS中m-k法,提出该试件纵向剪切承载力公式,且求出试件纵向剪切应力?。采用ABAQUS软件建立组合楼板有限元模型,选用合适的材料本构;依据试验数据,界面选用Connector单元,确定合适的连接单元本构关系,并验证其正确性。研究表明,试件模拟得到的荷载-跨中挠度曲线和试验的结果比较吻合,峰值荷载误差较小。证明试件模型建立正确。依据试件B-4模型,通过变压型钢板厚度和组合楼板厚度、剪跨参数等,分析其对组合楼板纵向剪切性能影响规律等特性。
【图文】：

压型钢板,截面形式,组合楼板

长安大学硕士学位论文术增强水泥砂浆，，大大的提高了传统混凝土材料的拉伸延性[12-13]。与混凝土相比，ECC具有更加优良高韧性、高延性的特性。由于 ECC 材料具有高韧性、高延性等特点，试用 ECC 来替代组合楼板中的普通混凝土材料，提出压型钢板-ECC 组合楼板体系概念，来提高组合楼板界面粘结能力、变形协调能力，确保结构的材料变形协调性、可靠性。1.2 组合楼板的形式、特点及 ECC 材料的特点1.2.1 组合楼板的形式目前，市场上压型钢板截面形式主要分开口型、闭口型、缩口型三种，其截面形式如图 1.1 所示。每个截面形式都有各自特性，但开口型压型钢板与其他两者形式相比突显很多优点，例如，开口型具有较大刚度，同时减少混凝土使用量，且其的肋可敷设水、电、通信等管线，在现实设计工程中应用最为广泛。

组合楼板,连接形式,抗剪

图 1.2 组合楼板的抗剪连接形式的特点层建筑中，尤其是钢结构高层建筑中，组合楼板被使用有以下优点:板在浇筑材料浇筑时作为底边模和安装平台。作为永久等工序，从而加快安装速度，且节省模板，保护自然台不需要临时支撑，在不影响其他楼层施工，可几层组作面及体积，可减少由于施工工序的安装影响，优化施压型钢板刚度较大，导致楼板挠度减小，提高居住舒适从而节省混凝土，保护生态环境；从而也降低组合楼板，同时可缩小相应构件的尺寸及强度。与安装施工阶段，压型钢板与混凝土能共同发挥作用较少施工时间。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU398.9

【参考文献】