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预制装配钢套连接式钢筋混凝土梁抗弯性能研究

陈功  
【摘要】:近几年,随着我国对建筑工业化、住宅产业化的大力推广,国家出台了一系列规范及图集标准,并建成了一大批装配式混凝土建筑。但是,在发展过程中,也暴露出了不少问题,主要在于:第一,节点连接处操作空间过小,钢筋过多,混凝土浇筑困难,给现场施工带来重重困难;第二,现场吊装精度要求非常高,钢筋碰撞、框架梁柱尺寸偏差等容易造成现场无法拼装;第三,标准化程度低,达不到“少规格、多组合”的要求,模具难以重复利用等。因此,本文创新性地提出预制装配钢套连接式钢筋混凝土结构体系,该种装配体系具有设计简便、构件易于生产、施工快速方便、成型质量好等优点。本文着重于预制装配钢套连接式钢筋混凝土梁的抗弯性能研究,设计并制作了 5根试件梁进行静载试验,观察试验过程及其破坏形态,考察开裂荷载、屈服荷载、极限荷载、挠度实测值等数据,绘制并研究荷载-位移、梁截面高度-混凝土应变、钢筋钢板荷载-应变等曲线;基于有限元软件Abaqus对预制装配钢套连接式钢筋混凝土梁进行数值模拟,并与试验结果进行对比分析,之后通过扩大模拟参数,对其展开进一步研究。本文主要研究成果如下:(1)试件梁的破坏模式与普通钢筋混凝土梁有差别,多数试件梁随着荷载增大,梁钢套顶部钢板产生鼓曲变形,挠度快速增长,随着试件梁挠度变形过大、钢板屈服,宣告试验结束;(2)梁跨中钢套钢板厚度越大,试验梁刚度和承载力越大;混凝土梁段的配筋量越大,试件梁的承载力越大,但主要控制因素是钢套钢板厚度;(3)基于有限元软件Abaqus分析得到的试件破坏形态、极限荷载、荷载-位移曲线等均与试验结果吻合,说明Abaqus对预制装配钢套连接式钢筋混凝土梁的抗弯性能进行了较为准确的模拟;通过扩大模拟参数得到:增加钢套长度可以有效提升试验梁的受弯性能,与钢套长度相比,混凝土强度的改变对试验梁的承载力影响较小。


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