次轻混凝土预应力叠合梁受弯性能研究

摘要

2016年2月21日中共中央、国务院关于“进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见”中要求，大力推广装配式建筑，发展新型建造方式，减少建筑垃圾和扬尘污染，缩短建造工期，提升工程质量;制定装配式建筑设计、施工和验收规范;完善部品部件标准，实现建筑部品部件工厂化生产;鼓励建筑企业装配式施工，现场装配;建设国家级装配式建筑生产基地;加大政策支持力度，力争用10年左右时间，使装配式建筑占新建建筑的比例达到30％。叠合梁是装配式建筑中重要的构件，同时也符合国家关于倡导进一步发展现代装配式建筑的要求和“适用、经济、绿色、美观”的建筑方针。
　　叠合梁是建筑工程中常见的一种结构形式，它与现浇梁相比，具有施工方便、节约模板、缩短工期、降低造价等优点;与预制装配式梁相比，具有整体性好、抗震性能好等优点。但目前采用的叠合梁，大多采用普通混凝土，存在自重较大的缺点。由于这些缺点对于结构抗震存在不利的影响，为此，本课题组设计了一种新型叠合梁结构——次轻混凝土预应力叠合梁。通过次轻混凝土材料及叠合梁的试验研究、理论分析和有限元模型模拟等研究手段，系统地了解了次轻混凝土预应力叠合梁的受弯性能，研究成果可为次轻混凝土预应力叠合梁在现代装配整体式结构建筑中的应用提供理论支撑，为实现符合我国国情的装配式建筑的发展之路提供理论依据。
　　首先，在全面了解国内外已有的叠合梁以及次轻混凝土相关研究成果的基础上，试配出符合条件的次轻混凝土，进行次轻混凝土的材性试验，了解次轻混凝土的相关参数，并在此基础上设计制作了7根次轻混凝土预应力叠合梁，从配筋率、预制叠合高度比、混凝土种类以及结构形式四个方面进行对比分析，进行受弯性能试验，试验过程中观察试验梁的开裂荷载、极限承载力、跨中挠度、裂缝发展、破坏特征以及试验梁的叠合面受力情况。
　　然后，从开裂荷载、极限荷载、开裂前后短期刚度、延性指标、裂缝发展以及叠合面受力情况等几个方面分析次轻混凝土预应力叠合梁的受弯性能，从上述几个方面将试验值与规范计算值进行对比分析，提出了相应的修正系数。
　　最后，运用ABAQUS有限元软件进行模拟分析，进一步研究次轻混凝土预应力叠合梁的受弯性能，为该种叠合梁在我国的推广应用提供技术依据。

目录

摘要

1．1 课题的背景和研究意义

1．2 国内外研究现状及分析

1．2．1 次轻混凝土简介

1．2．2 叠合结构简介

1．2．3 次轻混凝土物理力学性能研究

1．2．4 次轻混凝土变形性能研究

1．2．5 叠合梁构件受力性能研究

1．2．6 叠合框架受力性能研究

1．3 论文选题

1．4 本文的研究目的和内容

1．5 研究方法

第2章 次轻混凝土预应力叠合梁受弯性能试验研究

2．1 概述

2．2 试验内容和目的

2．2．1 试验内容

2．2．2 试验目的

2．3 试件设计

2．3．1 试验梁设计

2．3．2 试验原材料

2．3．3 次轻混凝土配合比试验

2．3．4 材性试验

2．4 试验梁制作

2．5 试验加载方案及量测内容

2．5．1 加载装置

2．5．2 试验前的准备工作

2．5．3 试验加载制度

2．5．4 量测内容

2．6 本章小结

3．1 概述

3．2 试验现象描述

3．2．2 DHL-2

3．2．3 DHL-3

3．2．4 DHL-4

3．2．5 DHL-5

3．2．6 DHL-6

3．2．7 ZJL

3．2．8 各试件破坏形态汇总

3．3 试验分析比较

3．3．1 试验荷载对比分析

3．3．2 试验荷载-挠度曲线对比分析

3．3．3 试件跨中钢筋应变

3．3．4 截面应变

3．3．5 混凝土压应变

3．4 小结

4．1 承载力分析

4．1．1 试验梁开裂荷载Mcr、抗弯承载力Mu计算

4．1．2 试验实测值与理论值对比

4．2 试验梁短期刚度分析

4．2．1 理论计算刚度

4．2．2 实际刚度计算

4．3 试验梁的延性分析

4．3．1 延性的概念

4．3．2 延性指标

4．4 试验梁裂缝发展分析

4．4．1 主要裂缝间距分析

4．5 试验梁叠合面分析

4．5．1 试验梁叠合面的抗剪机理分析

4．5．2 各个试验梁叠合面对比分析

4．6 本章小结

5．1 概述

5．2 ABAQUS简介

5．3 有限元模型的建立

5．3．1 创建部件

5．3．2 创建材料和截面属性

5．3．3 定义装配件

5．3．4 设置分析步

5．3．5 定义相互作用

5．3．6 定义载荷及边界条件

5．3．7 网格划分

5．4．1 应力应变分析

5．4．2 荷载-挠度曲线对比分析

5．5 本章小结

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

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