后开孔预应力混凝土空心板结构性能分析

发布时间：2020-07-18 03:47

【摘要】：预应力混凝土空心板具有节约模板、减少支模、拆模、避免大量湿作业、节约材料、降低施工造价、加快施工进度、缩短工期、节约施工场地、实现文明施工以及板的质量稳定且容易控制等优点,虽然在目前的建筑中已经很少用到,不少地区也已经淘汰该类板,但仍存有大量采用预应力混凝土空心板建造的房屋,随着社会发展,越来越多的业主为了满足日常的生产、生活等使用要求,需要对房屋进行装修改造,而在板上后开孔,例如开孔设置排水管、地插和埋线盒等等,这势必会对预应力混凝土空心板的结构性能产生影响。目前国内外学者对后开孔预应力混凝土空心板结构性能的研究较少,本文将运用有限元软件对此类板进行分析研究。本文考虑了预应力混凝土空心板不同尺寸、开孔位置、开孔尺寸、开孔形状、组合开孔和是否伤及主筋等影响因素,基于ABAQUS有限元软件,进行后开孔空心板竖向静力荷载作用下的受弯性能有限元分析。研究后开孔空心板荷载-跨中挠度曲线、荷载-钢筋应变曲线、应变分布在开孔后的变化,计算得出后开孔空心板开裂荷载值和极限荷载值;然后针对不合理的开孔工况采用碳纤维(CFRP)布加固,进行加固后结构性能分析和加固前后的数据对比。研究结果表明:(1)后开孔板随着板尺寸的增大,板的结构性能越来越不利;开孔位于跨中时为不利开孔位置,其中开孔位于跨中板侧时为最不利开孔位置,最有利开孔位于板端;开孔伤及主筋对板结构性能影响很大,受拉区拉应力明显增加,挠度增大,钢筋出现屈服现象;后开孔板随着开孔尺寸的增加,对板的结构性能越不利,且不利幅度增大;开方形孔相对于开圆形孔,开孔处的应力集中现象更明显;组合开孔板中,组合开孔相对于组合前对板的结构性能更不利。(2)后开孔板的开裂荷载值和极限荷载值明显减小,板的开裂荷载值减小幅度为27.3%～30.75%,极限荷载值减小幅度为5.4%～25.7%;得出板的挠度检验符合要求,面板的抗裂和承载力检验不符合要求,因此后开孔空心板不合格。(3)基于有限元分析对加固后的后开孔预应力混凝土空心板结构性能分析得出:在正常使用荷载时,加固后的板结构性能得到明显提高,开孔处的应力明显减小,应力集中现象明显改善;在极限承载力研究时,加固后板的开裂荷载和极限荷载得到明显提高,板的开裂荷载值增加幅度为25.0%～33.1%,极限荷载值增加幅度为26.4%～47.2%;经加固的后开孔空心板挠度和承载力能达到未开孔时状态,甚至承载力有所提高,合理的加固可使后开孔板的挠度、抗裂和承载力检验符合要求。本文还提出CFRP布加固后开孔预应力混凝土空心板抗弯承载力计算公式,可供以后工程参考。
【学位授予单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU378
【图文】：

板的支承长度，在墙上不宜小于１００ｍｍ；在钢筋混凝土圈梁上不宜小于８０ｍｍ；当利用板逡逑端伸出钢筋拉结和混凝土灌缝时，其支承长度可为４０ｍｍ，但板缝宽不小于８０ｍｍ，灌缝混逡逑凝土不宜低于Ｃ２０。空心板的受力特点是两端简支，两侧边自由（见图１．２）。逡逑图１．１预应力混凝土空心板摆放逦图１．２预应力混凝土空心板搁置在梁上逡逑虽然目前绝大部分地区不再使用预应力混凝土空心板作为楼、屋面板，但仍存有大逡逑量采用预应力混凝土空心板建造的房屋，随着社会发展的提高，越来越多的业主为了满逡逑足日常的生产、生活等需要，对房屋进行装修改造，而在空心板上后开孔，例如开孔设逡逑置排水管、地插和埋线盒等等（见图１．３－１．４）。一些没有相关资质的施工团队，进行不逡逑规范的装修开孔势必会对空心板结构性能有所影响，不当的开孔可能会对空心板的结构逡逑性能产生很大的影响，严重的可能会导致空心板的断裂，目前未见相关方面的研宄，因逡逑此本文将对后开孔预应力混凝土空心板的结构性能进行分析，指出不当开孔行为，提出逡逑合理开孔建议和相应的加固措施。逡逑图１．３板上开孔安装排水管道逦图１．４板上开孔安装排水管道逡逑

板的支承长度，在墙上不宜小于１００ｍｍ；在钢筋混凝土圈梁上不宜小于８０ｍｍ；当利用板逡逑端伸出钢筋拉结和混凝土灌缝时，其支承长度可为４０ｍｍ，但板缝宽不小于８０ｍｍ，灌缝混逡逑凝土不宜低于Ｃ２０。空心板的受力特点是两端简支，两侧边自由（见图１．２）。逡逑图１．１预应力混凝土空心板摆放逦图１．２预应力混凝土空心板搁置在梁上逡逑虽然目前绝大部分地区不再使用预应力混凝土空心板作为楼、屋面板，但仍存有大逡逑量采用预应力混凝土空心板建造的房屋，随着社会发展的提高，越来越多的业主为了满逡逑足日常的生产、生活等需要，对房屋进行装修改造，而在空心板上后开孔，例如开孔设逡逑置排水管、地插和埋线盒等等（见图１．３－１．４）。一些没有相关资质的施工团队，进行不逡逑规范的装修开孔势必会对空心板结构性能有所影响，不当的开孔可能会对空心板的结构逡逑性能产生很大的影响，严重的可能会导致空心板的断裂，目前未见相关方面的研宄，因逡逑此本文将对后开孔预应力混凝土空心板的结构性能进行分析，指出不当开孔行为，提出逡逑合理开孔建议和相应的加固措施。逡逑图１．３板上开孔安装排水管道逦图１．４板上开孔安装排水管道逡逑

板的支承长度，在墙上不宜小于１００ｍｍ；在钢筋混凝土圈梁上不宜小于８０ｍｍ；当利用板逡逑端伸出钢筋拉结和混凝土灌缝时，其支承长度可为４０ｍｍ，但板缝宽不小于８０ｍｍ，灌缝混逡逑凝土不宜低于Ｃ２０。空心板的受力特点是两端简支，两侧边自由（见图１．２）。逡逑图１．１预应力混凝土空心板摆放逦图１．２预应力混凝土空心板搁置在梁上逡逑虽然目前绝大部分地区不再使用预应力混凝土空心板作为楼、屋面板，但仍存有大逡逑量采用预应力混凝土空心板建造的房屋，随着社会发展的提高，越来越多的业主为了满逡逑足日常的生产、生活等需要，对房屋进行装修改造，而在空心板上后开孔，例如开孔设逡逑置排水管、地插和埋线盒等等（见图１．３－１．４）。一些没有相关资质的施工团队，进行不逡逑规范的装修开孔势必会对空心板结构性能有所影响，不当的开孔可能会对空心板的结构逡逑性能产生很大的影响，严重的可能会导致空心板的断裂，目前未见相关方面的研宄，因逡逑此本文将对后开孔预应力混凝土空心板的结构性能进行分析，指出不当开孔行为，提出逡逑合理开孔建议和相应的加固措施。逡逑图１．３板上开孔安装排水管道逦图１．４板上开孔安装排水管道逡逑

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本文编号：2760361