新型装配式井字梁自保温楼盖受力性能试验研究

摘要

建筑工业化和支撑体住宅是未来居住建筑发展的必然趋势。为适应支撑体住宅大空间自由分割和装配化的需要，本文提出了一种新型装配式井字梁自保温楼盖体系，它主要由井字梁、上下层板和板间发泡混凝土组成，不仅具有预制化程度高、现场湿作业少、施工速度快和经济效益好等特点，同时具有保温隔热、隔音、自重轻、跨度大等特点。对这种新型楼盖的受力性能进行试验研究和理论分析有较重要的理论意义和重要的实用价值。
　　本文对新型装配式井字梁自保温楼盖的1/2缩尺模型进行了静力试验。该试验楼盖由六块预制板、四根预制叠合梁和四根预制柱拼接而成。通过楼盖构件的实际浇筑施工和楼盖的拼装，验证了新型楼盖的浇筑施工顺序和现场拼装顺序可行的。通过对试验楼盖的加载试验，分析了模型的裂缝发展，研究了楼盖在荷载作用下的刚度变化、竖向承载力和拼接性能，得出了新型装配式井字梁自保温楼盖的裂缝发展情况与实心楼盖的裂缝发展情况基本一致，同时楼盖的竖向承载能力高，连接性能好。
　　在试验的基础上，进行了单跨楼盖和连续楼盖的有限元分析，得出单跨楼盖的支座刚度较小，可假定为铰支座;而连续楼盖的支座刚度较大，可假定为半刚性支座，设计时取楼盖支座弯矩与跨中弯矩的比值为1.15。
　　将新型装配式井字梁自保温楼盖与实心楼盖、空心井字梁楼盖进行了有限元对比分析，发现填充发泡混凝土块的楼盖变形基本符合平截面假定，上下层楼板形成整截面工作，所以其承载力和刚度均比空心井字梁楼盖的高，而与实心楼盖的受力状态基本一致，
　　综上所述，填充发泡混凝土块的装配式井字梁自保温楼盖，在实现了工业化、节能保温、减轻自重和满足支撑体要求的同时，使楼盖的上下层板整截面工作，提高了承载能力和刚度，并使顶板和底板均可仅配单层板钢筋，有很好的应用前景。
　　通过将试验结果和有限元分析结果对比分析，得出试验楼盖的刚度与有限元模拟的空心楼盖的刚度差异不大，因为试验楼盖的拼接接触面在荷载作用下较早地出现裂缝，导致试验楼盖刚度降低。故新型装配式井字梁自保温楼盖的跨厚比和各细部尺寸可以按照空心井字梁楼盖的跨厚比取值。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 预制混凝土结构的特点

1．2．1 预制混凝土结构的优点

1．2．2 预制混凝土结构的缺点

1．3 预制混凝土楼盖结构的研究现状

1．3．1 预制混凝土楼盖结构的连接分类

1．3．2 国内预制混凝土楼盖的研究现状

1．3．3 国外预制混凝土楼盖的研究现状

1．4 本文研究背景和主要研究内容

1．4．1 本文研究背景和问题的提出

1．4．2 本文主要研究内容

第二章 新型装配式井字梁自保温楼盖模型设计制作及试验方案

2．1 试验概况

2．2 试验目的

2．3 试验模型的设计与制作

2．3．1 试验模型相似设计

2．3．2 楼盖模型构件设计

2．3．3 预制楼盖构件施工

2．3．4 楼盖构件间连接、拼装和浇筑

2．4 试验方案

2．4．1 应变片和位移计的布置方案

2．4．2 试验加载方案

2．5 现场加载试验

2．5．1 试验加载荷载

2．5．2 试验加载过程

2．6 本章小结

第三章 试验结果及分析

3．1 板底裂缝的开展分布及破坏特征

3．1．1 裂缝的开展分布图

3．1．2 裂缝的分析

3．2 挠度分析

3．2．1 楼盖测点的荷载—挠度曲线

3．2．2 各级荷载下的楼盖荷载—挠度曲线

3．3 梁钢筋应力分析

3．3．1 肋梁主筋应力分析

3．3．2 板筋应力分析

3．4 混凝土应力分析

3．5 本章小结

第四章 新型装配式井字梁自保温楼盖的有限元分析

4．1 有限元模型参数确定

4．1．1 混凝土材料本构关系

4．1．2 钢筋的本构关系

4．1．3 发泡混凝土块本构

4．1．4 有限元模型建模

4．2 试验模型有限元分析

4．2．1 楼盖模型变形情况

4．2．2 楼盖混凝土应力情况

4．3 楼盖钢筋应力情况

4．3．1 楼盖钢筋应力云图

4．3．2 楼盖发泡混凝土块应力情况

4．3．3 试验单跨楼盖与连续楼盖对比分析

4．4 本章小结

第五章 不同楼盖模型的有限元对比分析

5．1 楼盖变形对比

5．1．1 各型楼盖截面变形图对比

5．1．2 楼盖的跨中挠度对比

5．2 楼盖混凝土应力对比

5．2．1 楼盖沿跨度截面的受压区混凝土应力对比

5．2．2 楼盖跨中沿高度截面的混凝土应力对比

5．2．3 发泡混凝土楼盖和空心井字梁楼盖的顶板对比

5．3 楼盖混凝土应力云图对比

5．4 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 研究结论

6．2 展望

参考文献

致谢