压型钢板-橡胶轻集料混凝土组合楼板承载力试验和理论研究

发布时间：2020-06-05 13:31

【摘要】：橡胶轻集料混凝土是一种采用橡胶颗粒等体积替代轻集料混凝土中河沙制备的新型混凝土材料,具有重量轻、延性好、抗震性好和保温等特点。考虑橡胶轻集料混凝土的诸多优点,本文将橡胶轻集料混凝土与压型钢板组合,设计并制作压型钢板-橡胶轻集料混凝土组合楼板。为系统研究橡胶轻集料混凝土组合楼板的承载性能,本文主要开展以下研究内容:1.设计4块压型钢板-橡胶轻集料混凝土组合楼板进行受弯承载力试验。研究剪跨和橡胶轻集料混凝土强度对组合楼板受弯承载力、压型钢板应变和混凝土应变的影响规律。研究发现:橡胶轻集料混凝土组合楼板的抗弯承载力随着剪跨的减小而增大;橡胶轻集料混凝土组合楼板极限承载力与普通轻集料混凝土组合楼板相比有所降低,但组合楼板抗裂性能有所提高。2.在试验研究的基础上,采用ABAQUS有限元软件对压型钢板-橡胶轻集料混凝土组合楼板进行数值模拟,模拟得到的荷载-跨中挠度曲线与试验曲线吻合良好。随后分析压型钢板厚度、组合楼板厚度、橡胶轻集料混凝土强度和剪跨对组合楼板受弯承载力的影响规律。研究表明:增大压型钢板和组合楼板厚度均可以提高橡胶轻集料组合楼板受弯承载力。随着橡胶轻集料混凝土强度的提高,橡胶轻集料混凝土组合楼板受弯承载力小幅提高,抗裂性能有所降低。3.在组合楼板受弯承载力试验及有限元研究的基础上,基于YL76-688型压型钢板推出试验结果,采用Spring2单元模拟压型钢板与混凝土之间滑移,建立压型钢板-橡胶轻集料混凝土组合楼板纵向剪切粘结承载力分析有限元模型。在与试验结果验证合理的基础上,分析栓钉布置、栓钉直径和剪跨等参数对橡胶轻集料混凝土组合楼板纵向剪切粘结承载力的影响。研究表明:端部栓钉的设置可有效提高橡胶轻集料混凝土组合楼板纵向剪切粘结承载力。增加栓钉直径可以提高橡胶轻集料混凝土组合楼板纵向剪切粘结承载力,但影响程度较小。组合楼板纵向剪切粘结承载力随着剪跨的增加而减小。4.基于受弯承载力试验和有限元分析结果,提出压型钢板-橡胶轻集料混凝土组合楼板的正截面抗弯承载力计算公式。根据组合楼板纵向剪切粘结承载力有限元分析结果,采用线性回归方法得到m-k法剪切粘结承载力计算公式。采用部分剪切粘结法(PSC法)计算橡胶轻集料组合楼板纵向剪切粘结承载力,对比分析m-k与PSC法的优缺点。建立有限元模型,分析得到橡胶轻集料混凝土组合楼板斜截面抗剪承载力计算结果。将有限元结果与公式计算结果进行对比,验证《组合结构设计规范》(JGJ 138-2016)斜截面抗剪承载力计算方法的适用性。采用换算截面法和考虑滑移的折减刚度法对橡胶轻集料混凝土组合楼板刚度进行计算。将计算结果与试验和有限元结果对比可得,组合楼板开裂后,换算截面法计算结果偏于不安全;折减刚度法刚度计算值与试验值吻合良好。
【图文】：

废旧轮胎回收利用

组合楼板交界面形式
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU398.9

【参考文献】

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本文编号：2698125