發(fā)布時(shí)間：2020-11-20 12:12

　　 隨著“綠色建筑”理念的提出,建筑工業(yè)化的進(jìn)程在當(dāng)今建筑行業(yè)已進(jìn)入快速發(fā)展的時(shí)代。裝配式混凝土結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)建筑工業(yè)化的主要建筑結(jié)構(gòu)形式之一。在各類(lèi)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(guò)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(duì)樓蓋結(jié)構(gòu)整體性能甚為重要。依據(jù)我國(guó)相關(guān)規(guī)范規(guī)定,疊合梁預(yù)制部分在制作時(shí)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(lái)諸多不便。因此,欲推廣裝配式混凝土結(jié)構(gòu),就必須對(duì)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(kāi)展深入研究。本文首先開(kāi)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(dòng)態(tài)沖擊荷載作用下力學(xué)性能的研究。然后參考國(guó)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(guò)試驗(yàn)對(duì)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(jìn)行研究。采用有限元軟件ABAQUS進(jìn)行仿真模擬計(jì)算,并得到試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證。通過(guò)理論、試驗(yàn)和數(shù)值分析相結(jié)合的方法對(duì)裝配式混凝土粘結(jié)面和疊合梁的受力性能進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。主要研究工作及成果如下:(1)對(duì)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(jìn)行試驗(yàn)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(qiáng)度等級(jí)、溫度和冷卻方式等因素對(duì)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(duì)預(yù)制混凝土與后澆混凝土粘結(jié)后試件進(jìn)行動(dòng)態(tài)沖擊劈裂抗拉試驗(yàn),研究了不同粘結(jié)面粗糙度類(lèi)型(A型、B和C型)和不同應(yīng)變率(28s-1 46s-1和69s-1)對(duì)其動(dòng)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(yàn)依據(jù)。(3)通過(guò)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(yàn),詳細(xì)的描述了在彎矩荷載作用下各試件梁試驗(yàn)現(xiàn)象、裂縫開(kāi)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(gè)階段。四根試件梁在每個(gè)階段的試驗(yàn)過(guò)程和現(xiàn)象相似性程度較高。(4)基于試驗(yàn)結(jié)果,對(duì)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(duì)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(jì)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(duì)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(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真模擬分析,總結(jié)變化規(guī)律,得出結(jié)論,為工程實(shí)踐提供參考。
【學(xué)位單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：TU398.9
【部分圖文】：

?測(cè)試件放入電熱恒溫干燥箱內(nèi)設(shè)置高溫溫度。試驗(yàn)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(hào)為１０１－３Ａ型，額定溫度３００°Ｃ，??容積為５０Ｘ６０Ｘ７５ｃｍ３，通電加熱，從常溫開(kāi)始快速升溫，逐漸加熱到試驗(yàn)中所設(shè)??定的溫度，設(shè)置溫度分別為ＫＫＴＣ、２０ＣＴＣ和３００°Ｃ。因?yàn)榛炷潦且环N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(zhǎng)??時(shí)間，至少需要５－６個(gè)小時(shí)，而且在實(shí)際工程項(xiàng)目中，混凝土在高溫條件下的內(nèi)外??溫度一般來(lái)說(shuō)并不相同，再者由于本試驗(yàn)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(dá)到設(shè)定溫度ＨＸＴＣ、２０ＣＴＣ和３００°Ｃ后，恒溫半個(gè)小??時(shí)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(cè)試件放入電熱恒溫干燥箱內(nèi)設(shè)置高溫溫度。試驗(yàn)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(hào)為１０１－３Ａ型，額定溫度３００°Ｃ，??容積為５０Ｘ６０Ｘ７５ｃｍ３，通電加熱，從常溫開(kāi)始快速升溫，逐漸加熱到試驗(yàn)中所設(shè)??定的溫度，設(shè)置溫度分別為ＫＫＴＣ、２０ＣＴＣ和３００°Ｃ。因?yàn)榛炷潦且环N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(zhǎng)??時(shí)間，至少需要５－６個(gè)小時(shí)，而且在實(shí)際工程項(xiàng)目中，混凝土在高溫條件下的內(nèi)外??溫度一般來(lái)說(shuō)并不相同，再者由于本試驗(yàn)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(dá)到設(shè)定溫度ＨＸＴＣ、２０ＣＴＣ和３００°Ｃ后，恒溫半個(gè)小??時(shí)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(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（ＧＢ／Ｔ５００８１－２００２）的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法，Ｔ型鋼條分別??放置在待測(cè)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(duì)齊，然后利??用萬(wàn)能壓力試驗(yàn)機(jī)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法進(jìn)行粘結(jié)劈裂抗拉試驗(yàn)，如圖２－３所示。移去??Ｔ型鋼條按照標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法進(jìn)行粘結(jié)后抗壓試驗(yàn)。??粘結(jié)后試件劈裂抗拉強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度分別按式（２－１）和（２－２）計(jì)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(qiáng)度，ＭＰａ；??石一粘結(jié)面抗壓強(qiáng)度，ＭＰａ；??Ｆｊ一粘結(jié)面劈裂抗拉破壞時(shí)荷載，Ｎ；??Ｆ２—粘結(jié)面抗壓破壞時(shí)荷載，Ｎ；??Ａ一粘結(jié)面截面面積，ｍｍ２。??ｍ國(guó)??１?：丄丨??圖２－３混凝土粘結(jié)劈裂抗拉試驗(yàn)??Ｆｉｇ．２－３?Ｔｅｓｔ?ｏｆ?ｂｏｎｄｉｎｇ?ｓｐｌｉｔｔｉｎｇ?ｔｅｎｓｉｌｅ?ｓｔｒｅｎｇｔｈ??２．３試驗(yàn)結(jié)果與分析??２．３．１試驗(yàn)現(xiàn)象??在本試驗(yàn)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(guò)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(xiàn)】

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本文編號(hào)：2891399