钢肋预应力混凝土叠合板抗弯性能研究

发布时间：2018-10-25 13:56

【摘要】：钢肋预应力混凝土叠合板(PCSSR板)由预应力混凝土底板、钢腹板、混凝土上翼缘组成,通过钢-混凝土之间的锚固形成一个整体。PCSSR板是一种绿色、经济的新型叠合楼板结构,与现有的装配式楼板和叠合楼板相比,具有成本低廉、施工方便的突出优势。为了研究这种新型叠合楼板的抗弯性能,本文开展了PCSSR板的抗弯试验、理论分析和有限元模拟。通过8块足尺PCSSR试件的抗弯静载试验,研究了板在均布荷载下的承载力、破坏形态、挠度变化等,探索了上翼缘厚度和钢腹板高度等参数对于其抗弯性能的影响。试验结果表明板的破坏形态有典型的受弯破坏特征,其抗弯性能完全满足相关规范的规定和施工要求,增大上翼缘厚度和钢腹板高度可明显提高板的抗弯承载力和抗弯刚度。进行了 PCSSR板抗弯性能的理论分析,提出了板的抗弯、抗裂承载力和抗弯刚度的计算模型和计算方法,理论计算结果与试验结果吻合较好,验证了所取用的规范公式的适用性和安全性;采用ABAQUS通用有限元分析软件对板的抗弯性能进行了数值模拟,模拟中定义的弹簧单元能较好的模拟弹性阶段钢-混凝土的协同工作性能,但应用于弹塑性阶段中仍不够准确。通过有限元模拟还证实了改变配筋方式、腹板开孔等便于生产、施工的措施对PCSSR板性能影响较小,可用于指导今后的深入设计和研发。本文还总结了 PCSSR板的生产、施工工艺和构造措施,介绍了其在相关工程中的实际应用,并为进一步的推广应用提出了展望和建议。
[Abstract]:Steel ribbed prestressed concrete composite slab (PCSSR slab) is composed of prestressed concrete floor slab, steel web slab and upper flange of concrete, and is formed as a whole by anchoring between steel and concrete. PCSSR slab is a green and economical new type of composite floor structure. Compared with the existing assembly floor and superimposed floor, it has the advantages of low cost and convenient construction. In order to study the flexural behavior of the new composite floor, the bending test, theoretical analysis and finite element simulation of the PCSSR slab are carried out in this paper. Based on the bending static load test of 8 full-scale PCSSR specimens, the bearing capacity, failure form and deflection of the plate under uniform load are studied, and the effects of the thickness of upper flange and the height of steel web plate on the flexural properties are explored. The test results show that the failure form of the plate has typical bending failure characteristics, and its flexural properties fully meet the requirements of the relevant codes and construction requirements. Increasing the thickness of the upper flange and the height of the steel web plate can obviously improve the bending bearing capacity and flexural stiffness of the plate. The theoretical analysis of the bending behavior of PCSSR plate is carried out, and the calculation model and method of bending, crack bearing capacity and bending stiffness of the plate are put forward. The theoretical calculation results are in good agreement with the experimental results. The applicability and safety of the obtained formula are verified, and the bending behavior of the plate is simulated by using the general finite element analysis software ABAQUS. The spring element defined in the simulation can well simulate the cooperative performance of steel-concrete in elastic stage, but its application in elastic-plastic stage is not accurate enough. It is also proved by finite element simulation that it is convenient to produce the PCSSR plate by changing the reinforcement way and opening the web, and the construction measures have little influence on the performance of the PCSSR plate, which can be used to guide the further design and development in the future. This paper also summarizes the production, construction technology and construction measures of PCSSR plate, introduces its practical application in related projects, and puts forward some prospects and suggestions for further popularization and application.
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TU398.9

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本文编号：2293892