二次预应力装配整体式夹层板正常使用极限状态试验研究

摘要

该文对二次预应力装配整体式夹层板进行了试验研究,着重研究了其正常使用极限状态下的性能.具体的研究内容有:模拟施工荷载试验,即对装配整式夹层板第一受力阶段进行研究;单向装配整体式结构的第二受力阶段的性能进行研究,并分析了二次张拉预应力筋所引起的结构的变形和应变与计算结果进行对比.研究单向装配整体式夹层板的支座负弯矩截面抗裂性,双向装配整体式夹层板板底非预应力截面和二次预应力截面抗裂性.并对设置和不设置无粘结预应力筋的抗裂性和变形性能进行分析对比.配套的试验研究有:混凝土的抗拉强度和弹性模量试验及混凝土的抗压强度和弹性模量试验,混凝土的极限抗拉强度和极限拉伸应变试验,并与《混凝土结构规范》(GB50010-2002)<'[31]>,结果进行了对比;单块夹层板放张阶段的弹性应力、应变分析和长期应力、应变分析,并详细介绍了按混凝土徐变理论进行长期应力、应变分析的方法.该文通过对试验数据的分析总结,认为:单块夹层板第一受力阶段的性能试验及单向和双向装配整体式夹层板的性能试验,满足《混凝土结构规范》(GB50010-2002)<'[31]>中关于预应力楼板的二级裂缝控制等级的要求,抗裂设计得当;由于板缝无粘结预应力筋的存在提高了板的抗裂性.变形和截面应变实测值和计算结果相吻合,表明试验中采用空间网格梁模型进行装配整体式夹层板弹性阶段受力分析是可行的.

目录

文摘

英文文摘

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1.概述

1.1夹层板简述

1.1.1夹层板简介

1.2试验研究的背景

1.2.1传统楼盖的缺陷

1.2.2现代建筑的大开间楼盖结构

1.2.3.预应力技术在楼盖中的应用

1.3叠合结构简述

1.4叠合结构的发展现状

1.4.1国外发展情况

1.4.2国内发展情况

2.试验模型设计和制作

2.1预应力夹层板制作

2.2试验模型制作

3.材性试验

3.1混凝土抗压强度和弹性模量试验

3.2混凝土抗拉强度、弹性模量试验及极限拉伸应变试验

3.3混凝土膨胀及收缩试验

3.4普通钢筋和预应力钢筋的材性

4.试验内容及加载过程

4.1夹层板制作阶段试验检测

4.2单块夹层板模拟施工荷载的试验

4.3模型试验

4.3.1试验内容

4.3.2试验加载过程

4.3.3试验其间温度变化曲线

5.夹层板放张阶段应力、应变及变形分析

5.1夹层板放张阶段弹性应力、应变分析

5.2夹层板长期应力、应变分析

5.2.1长期应力的通解方程

5.2.2夹层板长期应力、应变计算过程

5.3单块夹层板模拟施工荷载试验

6.单向装配整体式夹层板正常使用极限状态的试验研究

6.1计算模型

6.2 二次张拉预应力阶段试验研究

6.2.1等效荷载

6.2.2预应力引起的结构内力及变形分析

6.2.3混凝土应力、应变分析

6.3单向装配整体式预应力夹层板正常使用极限状态的试验研究

6.3.1结构抗裂荷载及裂缝发展

6.3.2结构内力分析

6.3.3开裂应力及混凝土应变分析

6.3.4荷载—挠度关系

7.双向装配整体式预应力夹层板正常使用极限状态的试验研究

7.1双向装配整体式预应力夹层板模型建立

7.2双向装配式夹层板板正常使用极限状态的试验研究

7.2.1结构跨中抗裂荷载及裂缝发展

7.2.2结构内力分析

7.2.3跨中混凝土开裂应力分析及混凝土应变分析

7.2.4荷载—挠度关系

8.板缝内设置和不设置无粘结预应力筋时装配整体式夹层板的抗裂性及变形对比

8.1设置和不设置无粘结预应力筋时单向装配整体式预应力夹层板抗裂性的对比

8.1.1支座负弯截面的抗裂性对比

8.1.2板底二次预应力截面的抗裂性对比

8.2设置与不设置无粘结预应力筋下单向装配整体式预应力夹层板变形对比

9.试验结论

9.1试验结论

10.试验建议及展望

10.1试验建议

10.2展望

致谢

参考文献

附录1复合函数法计算徐变系数

附录2电算程序

程序1.徐变程序(按复合函数法计算)

程序2.预应力筋松弛计算程序

程序3.采用混凝土徐变理论[4]长期应力计算程序

攻读硕士期间发表的论文