隨著“綠色建筑”理念的提出,建筑工業(yè)化的進程在當(dāng)今建筑行業(yè)已進入快速發(fā)展的時代。裝配式混凝土結(jié)構(gòu)是實現(xiàn)建筑工業(yè)化的主要建筑結(jié)構(gòu)形式之一。在各類裝配式混凝土結(jié)構(gòu)中,裝配式混凝土疊合構(gòu)件是由預(yù)制部分和后澆部分組合而成的構(gòu)件,其成型過程是在預(yù)制部分混凝土上澆筑一層后澆混凝土。裝配式混凝土疊合構(gòu)件預(yù)制部分和后澆部分能否共同工作主要取決于粘結(jié)面的粘結(jié)力學(xué)性能。在裝配式混凝土結(jié)構(gòu)中,疊合梁都是樓蓋中主要的水平構(gòu)件,疊合梁的受力性能對樓蓋結(jié)構(gòu)整體性能甚為重要。依據(jù)我國相關(guān)規(guī)范規(guī)定,疊合梁預(yù)制部分在制作時應(yīng)伸出封閉箍筋,這給后澆混凝土中的縱向鋼筋的安裝帶來諸多不便。因此,欲推廣裝配式混凝土結(jié)構(gòu),就必須對裝配式混凝土粘結(jié)面的粘結(jié)力學(xué)性能和配置組合封閉式箍筋疊合梁的受力性能開展深入研究。本文首先開展了預(yù)制與后澆混凝土粘結(jié)后試件在靜態(tài)荷載和動態(tài)沖擊荷載作用下力學(xué)性能的研究。然后參考國內(nèi)外有關(guān)規(guī)定和資料,提出新的組合封閉箍筋形式,并通過試驗對配置組合封閉箍筋的混凝土疊合梁在單調(diào)靜力荷載作用下的受彎性能進行研究。采用有限元軟件ABAQUS進行仿真模擬計算,并得到試驗結(jié)果驗證。通過理論、試驗和數(shù)值分析相結(jié)合的方法對裝配式混凝土粘結(jié)面和疊合梁的受力性能進行了系統(tǒng)的研究。主要研究工作及成果如下:(1)對預(yù)制混凝土與后澆混凝土粘結(jié)后劈裂抗拉性能和抗折性能進行試驗研究,結(jié)合方差分析,研究了粘結(jié)澆筑方式、粘結(jié)面粗糙度、后澆混凝土強度等級、溫度和冷卻方式等因素對裝配式混凝土粘結(jié)面在靜態(tài)荷載作用下粘結(jié)力學(xué)性能的影響。(2)利用Φ74mm變截面鋼質(zhì)SHPB裝置對預(yù)制混凝土與后澆混凝土粘結(jié)后試件進行動態(tài)沖擊劈裂抗拉試驗,研究了不同粘結(jié)面粗糙度類型(A型、B和C型)和不同應(yīng)變率(28s-1 46s-1和69s-1)對其動態(tài)劈裂抗拉力學(xué)性能的影響及變化規(guī)律,為推廣裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用提供試驗依據(jù)。(3)通過配置組合封閉式箍筋的新型裝配式疊合梁與配置傳統(tǒng)封閉式箍筋普通疊合梁及整澆梁受彎性能試驗,詳細的描述了在彎矩荷載作用下各試件梁試驗現(xiàn)象、裂縫開展情況、破壞形態(tài),得出關(guān)鍵位置處混凝土和鋼筋的荷載—應(yīng)變曲線。各試件梁破壞形態(tài)均為適筋破壞,都可分為彈性階段、屈服階段、破壞階段三個階段。四根試件梁在每個階段的試驗過程和現(xiàn)象相似性程度較高。(4)基于試驗結(jié)果,對比分析了配置箍筋帽為雙鉤型和J型組合封閉箍筋的疊合梁與配置傳統(tǒng)封閉式箍筋疊合梁及整澆梁的承載能力、位移延性、鋼筋應(yīng)變、裂縫、抗彎剛度等,并對配置箍筋帽為雙鉤型和J型組合封閉箍筋的疊合梁提出設(shè)計建議與構(gòu)造要求。(5)以大型通用有限元軟件ABAQUS為工具,建立特殊澆筑形式下的裝配式混凝土疊合梁模型,對其在混凝土應(yīng)力應(yīng)變、縱筋應(yīng)力、箍筋應(yīng)力、構(gòu)件撓度、構(gòu)件承載能力等進行計算機仿真模擬分析,總結(jié)變化規(guī)律,得出結(jié)論,為工程實踐提供參考。
【學(xué)位單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TU398.9
【部分圖文】：

?測試件放入電熱恒溫干燥箱內(nèi)設(shè)置高溫溫度。試驗中所用電熱恒溫千燥箱為浙江??華南儀器設(shè)備有限公司制造，如圖２－２所示，型號為１０１－３Ａ型，額定溫度３００°Ｃ，??容積為５０Ｘ６０Ｘ７５ｃｍ３，通電加熱，從常溫開始快速升溫，逐漸加熱到試驗中所設(shè)??定的溫度，設(shè)置溫度分別為ＫＫＴＣ、２０ＣＴＣ和３００°Ｃ。因為混凝土是一種導(dǎo)熱性能??較差的熱惰性材料，所以如果將混凝土試塊加熱至內(nèi)外溫度相同，一般需要較長??時間，至少需要５－６個小時，而且在實際工程項目中，混凝土在高溫條件下的內(nèi)外??溫度一般來說并不相同，再者由于本試驗中混凝土試件尺寸比較小，所以最終決??定采用快速加熱法，在分別達到設(shè)定溫度ＨＸＴＣ、２０ＣＴＣ和３００°Ｃ后，恒溫半個小??時后將試塊取出放置在空氣中自然冷卻。??８ＬＵ／??（ａ）水平向淺筑?（ｂ）豎直向淺筑??圖２－１混凝土粘結(jié)澆筑方式??Ｆｉｇ．２－１?Ｐｏｕｒｉｎｇ?ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ｃｏｎｃｒｅｔｅ??圖

?測試件放入電熱恒溫干燥箱內(nèi)設(shè)置高溫溫度。試驗中所用電熱恒溫千燥箱為浙江??華南儀器設(shè)備有限公司制造，如圖２－２所示，型號為１０１－３Ａ型，額定溫度３００°Ｃ，??容積為５０Ｘ６０Ｘ７５ｃｍ３，通電加熱，從常溫開始快速升溫，逐漸加熱到試驗中所設(shè)??定的溫度，設(shè)置溫度分別為ＫＫＴＣ、２０ＣＴＣ和３００°Ｃ。因為混凝土是一種導(dǎo)熱性能??較差的熱惰性材料，所以如果將混凝土試塊加熱至內(nèi)外溫度相同，一般需要較長??時間，至少需要５－６個小時，而且在實際工程項目中，混凝土在高溫條件下的內(nèi)外??溫度一般來說并不相同，再者由于本試驗中混凝土試件尺寸比較小，所以最終決??定采用快速加熱法，在分別達到設(shè)定溫度ＨＸＴＣ、２０ＣＴＣ和３００°Ｃ后，恒溫半個小??時后將試塊取出放置在空氣中自然冷卻。??８ＬＵ／??（ａ）水平向淺筑?（ｂ）豎直向淺筑??圖２－１混凝土粘結(jié)澆筑方式??Ｆｉｇ．２－１?Ｐｏｕｒｉｎｇ?ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ｃｏｎｃｒｅｔｅ??圖

凝土力學(xué)性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》（ＧＢ／Ｔ５００８１－２００２）的標(biāo)準(zhǔn)試驗方法，Ｔ型鋼條分別??放置在待測試件的頂部和底部，并上下同預(yù)制與后澆混凝土粘結(jié)面對齊，然后利??用萬能壓力試驗機根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)試驗方法進行粘結(jié)劈裂抗拉試驗，如圖２－３所示。移去??Ｔ型鋼條按照標(biāo)準(zhǔn)試驗方法進行粘結(jié)后抗壓試驗。??粘結(jié)后試件劈裂抗拉強度和抗壓強度分別按式（２－１）和（２－２）計算：??ｆｓｔ?＝?２Ｆ＇ｌ?ｎＡ?二?Ｑ．＆ｉｌＦ＇ｌ?Ａ?（２－１）??ｆ〇＝ＦＪＡ?（２－２）??式中：／ｓｔ＿粘結(jié)面劈裂抗拉強度，ＭＰａ；??石一粘結(jié)面抗壓強度，ＭＰａ；??Ｆｊ一粘結(jié)面劈裂抗拉破壞時荷載，Ｎ；??Ｆ２—粘結(jié)面抗壓破壞時荷載，Ｎ；??Ａ一粘結(jié)面截面面積，ｍｍ２。??ｍ國??１?：丄丨??圖２－３混凝土粘結(jié)劈裂抗拉試驗??Ｆｉｇ．２－３?Ｔｅｓｔ?ｏｆ?ｂｏｎｄｉｎｇ?ｓｐｌｉｔｔｉｎｇ?ｔｅｎｓｉｌｅ?ｓｔｒｅｎｇｔｈ??２．３試驗結(jié)果與分析??２．３．１試驗現(xiàn)象??在本試驗常溫條件下（２０°Ｃ），試件劈裂抗拉破壞均發(fā)生在預(yù)制與后澆混凝土??粘結(jié)面上，在澆筑后澆部分混凝土過程中，它的水泥漿體與預(yù)制構(gòu)件混凝土的骨??料相互膠結(jié)
【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王磊;傅張俊;;不同剪跨比下再生混凝土與普通混凝土疊合梁抗剪性能研究[J];混凝土;2013年06期

2 平琦;馬芹永;張經(jīng)雙;袁璞;陳柏生;;高應(yīng)變率下砂巖動態(tài)拉伸性能SHPB試驗與分析[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報;2012年S1期

3 肖建莊;高歌;徐亞玲;范氏鸞;;再生混凝土疊合梁受彎力學(xué)性能試驗研究[J];結(jié)構(gòu)工程師;2012年02期

4 宮龍穎;;ABAQUS接觸問題淺析[J];中國煤炭;2009年07期

5 張國麗;蘇軍;;基于ABAQUS的鋼筋混凝土非線性分析[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2008年20期

6 張勁;王慶揚;胡守營;王傳甲;;ABAQUS混凝土損傷塑性模型參數(shù)驗證[J];建筑結(jié)構(gòu);2008年08期

7 高丹盈;程紅強;朱海堂;;鋼纖維混凝土與老混凝土劈拉粘結(jié)強度的研究[J];建筑材料學(xué)報;2007年05期

8 孫世泉;許錫賓;;混凝土疊合構(gòu)件粘結(jié)問題探討[J];混凝土;2006年09期

9 陶俊林,陳裕澤,田常津,陳剛,李思忠,黃西成;SHPB系統(tǒng)圓柱形試件的慣性效應(yīng)分析[J];固體力學(xué)學(xué)報;2005年01期

10 李佳升,沈長春,歐陽國輝;預(yù)應(yīng)力混凝土疊合框架抗震性能試驗研究[J];長沙鐵道學(xué)院學(xué)報;2003年04期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 韓菊紅;新老混凝土粘結(jié)斷裂性能研究及工程應(yīng)用[D];大連理工大學(xué);2002年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前9條

1 張智龍;再生混凝土新舊界面抗剪性能試驗研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2017年

2 朱超;考慮疊合面滑移的裝配式混凝土構(gòu)件受力性能數(shù)值模擬研究[D];西安建筑科技大學(xué);2017年

3 袁海梅;新型疊合梁的抗彎性能研究[D];湖南大學(xué);2013年

4 吳康振;新老混凝土粘結(jié)性能問題研究及有限元分析[D];西華大學(xué);2012年

5 葉果;新老混凝土界面抗剪性能研究[D];重慶大學(xué);2011年

6 安然;高溫作用后新老混凝土粘結(jié)的劈拉強度試驗研究[D];四川大學(xué);2006年

7 毛晶晶;新老混凝土界面粘結(jié)質(zhì)量檢驗與粘結(jié)強度預(yù)測模型研究[D];湖南大學(xué);2006年

8 何偉;新老混凝土界面粘結(jié)強度的研究[D];湖南大學(xué);2005年

9 王建偉;高溫后新老混凝土粘結(jié)劈拉強度試驗研究[D];鄭州大學(xué);2002年

本文編號：2891399