RPC带上反肋底板及叠合板受力性能研究

发布时间：2018-04-23 12:16

  本文选题：活性粉末混凝土 + 带肋底板　； 参考：《哈尔滨工业大学》2016年博士论文

【摘要】：预制带上反开洞肋底板混凝土叠合板,是指用倒T形预应力底板作为底模,贯穿肋的孔洞布置完另一方向的纵筋后,浇筑叠合层混凝土所形成的半预制楼板。这类叠合楼板比现浇楼板施工速度快,比预制楼板整体性能好,受到工程界欢迎。但由于倒T形底板的下翼缘较薄,为避免底板在预应力作用下发生非线性徐变,底板下翼缘内允许布置的预应力筋数量有限,普通预制带上反开洞肋底板混凝土叠合板适宜跨度不大于6.6m,难以满足现代建筑中大跨叠合楼盖建设的要求。活性粉末混凝土是水泥、硅灰、石英砂、纤维和水按一定比例拌合成型后经热养护而成的具有超高力学性能、优异耐久性能和良好体积稳定性的水泥基复合材料。我们设想,若用活性粉末混凝土做预制带上反开洞肋底板,发挥其抗压强度高和开裂应变大的特点,在底板下翼缘内可布置更多的预应力筋,可更好地满足现代建筑中大跨叠合楼板建设的要求。为此开展了如下五个方面的工作,并取得成果。(1)基于已有的活性粉末混凝土材性的试验数据,提出了活性粉末混凝土强度等级的划分方法,给出了各强度等级活性粉末混凝土力学指标的取值和活性粉末混凝土材料分项系数。为预制活性粉末混凝土带上反开洞肋底板设计提供了依据。(2)为满足预制活性粉末混凝土带上反开洞肋底板吊装、运输及叠合层混凝土浇筑过程中裂缝及变形控制、承载力验算的需要,完成了4块预制活性粉末混凝土带上反开洞肋底板受力性能试验。考虑到活性粉末混凝土试件弯曲开裂应变远高于普通混凝土试件,截面从消压到开裂纵筋拉应力增大明显,基于试件开裂弯矩实测值和按开裂弯矩M_(cr)=(γf_(tR)+σ_(pc))W_0的计算值,建立了考虑纵筋贡献的预制活性粉末混凝土带上反开洞肋底板截面抵抗矩塑性影响系数计算公式。基于试件变形实测值和弯矩-曲率关系,提出了通过合理折减活性粉末混凝土弹性模量来考虑开裂截面底板下翼缘受拉钢纤维贡献的截面刚度计算方法。为合理考虑底板受拉钢纤维对正截面受弯承载力的贡献,基于试件正截面受弯承载力实测值和力的平衡方程,提出了底板下翼缘活性粉末混凝土拉应力等效系数建议取值。同时,还基于各级荷载(M_(cr)M0.8M_u)下实测裂缝宽度,建立了以板底名义拉应力为自变量的裂缝宽度计算公式。(3)完成了 4块单向足尺预制带上反开洞肋底板混凝土叠合板试验,基于试件开裂弯矩实测值和按开裂弯矩M_(cr)=(γf_(tR)+σ_(pc))=W_0的计算值,建立了考虑纵筋贡献的叠合板截面抵抗矩塑性影响系数计算公式。基于试件变形实测值和弯矩-曲率关系,提出了考虑开裂截面底板下翼缘受拉钢纤维对叠合板刚度贡献的活性粉末混凝土弹性模量折减系数取值方法。基于叠合板正截面受弯承载力实测值和力的平衡方程,提出了底板下翼缘活性粉末混凝土拉应力等效系数取值方法,为合理考虑底板受拉钢纤维对叠合板正截面受弯承载力的贡献提供了依据。同时,还基于各级荷载(M_(cr)M0.68M_u)下的实测裂缝宽度,建立了以截面消压后预应力筋等效应力、保护层厚度、预应力筋约束混凝土面积、中性轴至预应力筋距离为自变量的裂缝宽度计算公式。(4)完成了 1块四边简支、双向计算跨度均为5.8m的预制活性粉末混凝土带上反开洞肋底板叠合板受力性能试验。试验结果表明,这类叠合板双向整体工作性能良好,基于塑性铰线分布和虚功原理所得的极限荷载与试验板破坏荷载吻合较好。基于各级荷载(P_(cr)PO.65P_u)下裂缝宽度实测值,建立了考虑各关键参数影响的双向叠合板裂缝宽度计算公式。叠合板沿预应力筋方向的惯性矩可按单向板计算,垂直于预应力筋方向的抗弯刚度取底板拼缝处普通钢筋混凝土叠合层刚度,进而按双向板带叠加法可计算这类双向板的变形。(5)在4块单向叠合板、1块四边简支叠合板、32块冷轧带肋钢筋混凝土板(均大于最小配筋率)的试验过程中,存在受压边缘混凝土被压碎之前,试验板预应力钢丝/冷轧带肋钢筋破断应变明显小于材性试验时的轴拉破断应变的现象,二者比值介于0.21～0.45。这说明经过冷加工的预应力钢丝/冷轧带肋钢筋在板中拉折破断应变小于轴拉破断应变。试验结果表明,试验板中预应力钢丝/冷轧带肋钢筋拉折破断应变随配筋指标减小而降低。基于4块单向叠合板和32块冷轧带肋钢筋混凝土板中预应力钢丝/冷轧带肋钢筋拉折破断应变试验数据,建立了拉折破断应变与配筋指标的关系式。为合理评价板的变形能力提供了依据。
[Abstract]:In order to avoid non - linear creep of floor slab under prestressed action , it is difficult to meet the requirement of high mechanical property , excellent durability and good volume stability . Based on the measured value and the equilibrium equation of bending moment - curvature , a formula for calculating the modulus of crack width of the active powder concrete with the influence of cross section is established .

【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU528.72

【参考文献】

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本文编号：1791943