压型钢板-再生粗骨料混凝土组合板纵向剪切性能试验研究

发布时间：2020-09-27 21:18

　　再生混凝土使得有限的资源可以重复利用,具有显著的社会及经济效益。将再生混凝土引入对混凝土性能要求相对较低的闭口型压型钢板-混凝土组合板中,可以量大面广地推进再生混凝土在实际工程中的应用。现有研究表明,再生粗骨料的引入对组合板抗弯承载力影响较小,可沿用现行的组合板设计方法。然而,目前针对再生混凝土组合板纵剪承载力的研究相对较少。本文首先通过拔出试验定量研究了闭口型压型钢板-混凝土界面剪切滑移性能,在此基础上,通过足尺板试验及有限元分析,研究了再生粗骨料取代率等参数对组合板纵剪承载力的影响,研究内容包括以下三个方面:(1)共完成了17组34个300mm×300mm×510/600mm闭口型压型钢板-混凝土组合板竖向拔出试验,定量研究了再生粗骨料取代率、混凝土水灰比、压型钢板厚度及压型钢板型号等参数对压型钢板-普通/再生混凝土界面剪切滑移性能的影响。试验结果表明,在本文参数条件下,掺入100%再生粗骨料,拔出板件剪切承载力降低幅度可达3.6%~20.0%。(2)共完成了4个不同再生粗骨料取代率及端部锚固条件下闭口型压型钢板-混凝土组合板足尺板件的六分点两集中力静力加载试验,重点考察足尺板件破坏模式、跨中及加载点挠度、端部压型钢板-混凝土界面相对滑移及各关键截面的应变分布,定量研究了再生粗骨料取代率及端部锚固对组合板纵向剪切性能的影响。试验结果表明,未配置端部栓钉时,组合板发生纵向剪切破坏,组合板端部相对滑移可达5.6mm,为延性破坏。同时可以发现,端部栓钉可以有效提高组合板的纵剪承载力,配置端部栓钉的组合板均发生抗弯破坏。(3)基于小尺寸板件拔出试验获得的不同参数条件下压型钢板-普通/再生混凝土界面的剪切滑移性能,建立三维实体有限元模型,并将有限元结果与文献及试验结果进行对比,结果吻合良好。在此基础上进行参数分析,研究结果表明,未配置端部栓钉时,所有组合板均发生纵剪破坏,可沿用规范m-k法进行设计。组合板厚度、压型钢板厚度及剪跨比对组合板纵剪承载力有较大影响,混凝土水灰比、压型钢板板型对组合板纵剪承载力影响较小,再生粗骨料取代率对组合板纵剪性能几乎没有影响。配置端部栓钉时,若组合板跨度较大、栓钉直径较大或压型钢板厚度较小,组合板发生抗弯破坏,可沿用规范抗弯承载力计算方法进行再生混凝土组合板设计。
【学位单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TU398.9
【部分图文】：

示意图,粗骨料,天然骨料,砂浆

(a) 典型的再生粗骨料 (b) 再生粗骨料组成示意图图 1-1 再生粗骨料(a) 开口型压型钢板 (b) 缩口型压型钢板 (c) 闭口型压型钢图 1-2 压型钢板常见开口形式为使压型钢板及混凝土能够共同工作、充分发挥两种材料各自的优势，必证两者界面之间良好的剪切粘结性能。当无法保证组合板中压型钢板与混凝面有足够的剪切粘结性能时，组合板将在达到其截面抗弯承载力前达到纵向承载力，无法发挥压型钢板与混凝土两部分的优势，提前进入破坏，因此必须合板纵向剪切性能进行研究。

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(a) 开口型压型钢板 (b) 缩口型压型钢板 (c) 闭口型压型钢板图 1-2 压型钢板常见开口形式为使压型钢板及混凝土能够共同工作、充分发挥两种材料各自的优势，必须保证两者界面之间良好的剪切粘结性能。当无法保证组合板中压型钢板与混凝土界面有足够的剪切粘结性能时，组合板将在达到其截面抗弯承载力前达到纵向剪切承载力，无法发挥压型钢板与混凝土两部分的优势，提前进入破坏，因此必须对组合板纵向剪切性能进行研究。1.1.2 研究意义再生混凝土的应用既能缓解对砂石等自然资源的巨大需求，又能降低废弃混凝土对环境的影响，具有显著的社会、经济及环保效益。因此如果将再生混凝土引入对混凝土性能要求相对较低的闭口型压型钢板-混凝土组合板中，则可以进一步推进再生混凝土在实际工程中的应用。研究表明，掺入再生粗骨料对组合板抗弯承[13]

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