预制钢纤维混凝土复合楼板双向受力的构造和试验研究

发布时间：2017-09-12 23:41

  本文关键词：预制钢纤维混凝土复合楼板双向受力的构造和试验研究

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【摘要】：预制钢纤维混凝土复合楼板是一种新型预制楼板。复合板面层为具有优异的抗裂、防爆性能,在罕遇地震下能够吸收大量地震能的钢纤维混凝土,复合板芯层为兼有保温、隔热、隔声、防火等功能的泡沫混凝土。该复合楼板与普通钢筋混凝土楼板相比,具有良好的性能和发展前景。对预制钢纤维混凝土复合楼板的研究较少,本课题组已经对复合单向板楼板的受力性能进行过研究。本文通过钢纤维混凝土预制复合双向板及单向楼板拼接后形成的双向板受力性能的对比试验,比较分析了两种板的受力性能,并完成了有限元模拟计算分析。为了解决建筑大开间问题,提高楼盖的整体性能,有必要将单向板通过拼缝连接形成大尺寸的双向板,安全可靠的拼缝连接成为了拼接的关键技术。本文针对预制钢纤维混土复合楼板的几种不同的拼缝连接构造形式,进行了拼接板试验研究,通过对传统的搭接焊拼缝连接、帮条焊拼缝连接与本文提出的三种新型的拼缝连接方式,即钢板机械连接,螺栓连接,插入式锚固连接的对比试验,提出了等代螺栓连接拼缝的设计方法,对采用不同拼缝连接构造的拼缝双向板的受力性能进行了对比分析,主要研究内容及结论如下:(1)通过对预制钢纤维混凝土复合双向楼板的受力性能试验,发现预制该复合板具有良好的双向受力性能,其双向受力状态与普通混凝土双向板相似。(2)通过对钢纤维混凝土的立方体抗压、轴心抗压、弹性模量、泊松比的试验测试,为预制钢纤维混凝土复合楼板有限元数值模拟计算提供了钢纤维混凝土材料性能的计算依据。(3)通过有限元软件对钢纤维混凝土复合双向板的模拟计算,将计算结果与试验结果进行了对比分析,表明有限元软件在一定程度上可以对预制钢纤维混凝土复合双向板的开裂,挠度变化,承载能力等受力性能进行模拟计算,为预制钢纤维混凝土复合双向板的实际应用提供了理论依据。(4)通过对钢纤维混凝土复合楼板的几种拼缝连接试验,提出了等代螺栓连接及插入式锚固连接技术,给出了螺栓连接的构造形式和设计方法。(5)本文首次将插入式锚固连接技术引入了预制楼板拼缝构造形式当中,与传统的钢筋绑扎搭接连接技术相比,其传力路径明确,且在浇筑混凝土时不会在钢筋搭接处产生裂缝,施工简便。试验证明插入式锚固连接能够应用于预制钢纤维混凝土复合楼板。
【关键词】：预制复合楼板 钢纤维混凝土 双向板 拼缝连接
【学位授予单位】：吉林建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU398.9
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-19
• 1.1 课题背景和意义10-11
• 1.2 项目相关研究11-18
• 1.2.1 钢纤维混凝土的应用和研究现状11-12
• 1.2.2 装配式结构的研究与发展现状12-13
• 1.2.3 预制楼板的研究现状13-15
• 1.2.4 双向板的受力特点及理论分析15-16
• 1.2.5 双向板拼缝连接的研究现状16-18
• 1.3 本文研究内容18-19
• 第2章 试验概述19-43
• 2.1 试验研究内容和目的19
• 2.2 试件的设计与制作19-37
• 2.2.1 第一组试件20-26
• 2.2.2 第二组试件26-37
• 2.3 钢筋、混凝土材性试验37-42
• 2.3.1 钢筋的材性试验37-39
• 2.3.2 普通混凝土的材性试验39
• 2.3.3 钢纤维混凝土的材性试验39-42
• 2.4 本章小结42-43
• 第3章 第一组试件的试验研究43-64
• 3.1 试验加载方案及量测内容43-47
• 3.1.1 加载方案43-44
• 3.1.2 量测方案44-47
• 3.2 试验结果及分析47-63
• 3.2.1 破坏过程和形态47-50
• 3.2.2 控制荷载50-51
• 3.2.3 刚度和变形51-52
• 3.2.4 试件DB2的挠曲形状52-54
• 3.2.5 荷载-钢筋应变关系54-58
• 3.2.6 荷载-混凝土应变关系58-62
• 3.2.7 钢板拼缝和搭接焊拼缝的破坏形态比较分析62-63
• 3.3 本章小结63-64
• 第4章 第二组试件的试验研究64-84
• 4.1 试验加载方案及量测内容64-69
• 4.1.1 加载方案64-65
• 4.1.2 量测方案65-69
• 4.2 试验结果及分析69-83
• 4.2.1 破坏过程和形态69-74
• 4.2.2 控制荷载74-75
• 4.2.3 刚度和变形75-77
• 4.2.4 挠曲形状比较77-78
• 4.2.5 拼缝两侧横向钢筋应变比较分析78-81
• 4.2.6 荷载-混凝土应变曲线对比分析81-83
• 4.3 本章小结83-84
• 第5章 ABAQUS有限元分析84-95
• 5.1 ABAQUS软件简介84
• 5.2 模型建立84-89
• 5.2.1 材料的本构模型84-86
• 5.2.2 有限元模型简介86-89
• 5.3 有限元计算结果与分析89-93
• 5.3.1 挠度分析89-91
• 5.3.2 板面应力分析91-92
• 5.3.3 裂缝分布92-93
• 5.4 本章小结93-95
• 结论95-97
• 参考文献97-100
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文100-103
• 致谢103

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本文编号：840224