新型再生混凝土叠合梁梁柱节点力学性能研究

来源 :延边大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sony360
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着经济的快速发展,对建筑物的施工速度、质量以及发展绿色建筑的要求越来越高。兼具装配式与现浇整体式建筑优点的混凝土叠合结构,逐渐成为了行业的焦点。目前,已经投入使用的预制叠合梁有U型、矩形、倒T型等几种类型,它们都存在各自的缺陷。其中,矩形自重大;倒T型仍需支设梁两侧模板;U型梁强度低、运输中易破损且施工中需要较多支撑等。因此,需要一种新型叠合梁对其进行改善。  另外,由于城市规划发展及旧建筑物使用年限将至等原因,大量的旧建筑物需拆除重建,从而产生了大量的建筑垃圾。这些建筑垃圾处理不当会造成环境污染以及占用土地等严重后果,与此同时国内外大量的城市建设使得建筑材料面临着资源枯竭的危险。故如何在不降低结构性能的前提下有效利用废弃混凝土,以满足绿色建筑的要求成为当下的研究热点。  综合以上研究背景,本研究通过试验研究在U型预制叠合梁基础上加入再生混凝土作为芯部,以克服U型预制叠合梁运输中易破损、施工时强度低需大量支撑的缺点,并将梁两端的芯部混凝土做成阶梯型截面,以加大梁柱节点处叠合面面积提高结构的整体性并降低预制叠合梁的自重,同时现浇部分全部采用再生混凝土,做到最大限度利用再生资源,以满足绿色建筑的要求,以此形成新型再生混凝土叠合梁。  本研究制做了1根新型再生混凝土叠合梁梁柱节点的试验组试件,4根对照组试件,共计五根模型试件。进行了静力加载模型试验,测得各试件的开裂荷载值、极限承载力值、荷载-挠度曲线、钢筋及混凝土的荷载-应变益线、梁端叠合面的受力特点等结果。并运用相关理论公式及ABAQUS有限元软件分析等方法与其进行了对比分析研究,得出如下结论:  (1)通过对各试件开裂荷载与极限承载力的计算值与试验值的对比分析,提出《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)中6.2.10的正截面受弯承载力计算公式1~4和7.2.3、7.2.4的计算开裂荷载的公式可以用于新型再生混凝土叠合梁,计算结果偏于安全。  (2)本研究提出的创新构造型式的新型再生混凝土叠合梁,即将预制区分为芯部和U型等两部分制作,且梁端叠合面为阶梯型;结合以箍筋作为叠合面的抗剪连接件,实现了提高结构整体性和承载力的目的。  (3)通过对各试件极限承载力的对比分析得出,将试件U型部分的材料用普通混凝土替换再生混凝土,可以起到提高试件整体承载力的作用;芯部采用再生混凝土,且所占预制截面比例控制在30%(本研究所采用的)以内时,不会降低试件承载力,并且能够实现利用再生骨料的环保意义;梁端采用阶梯型的叠合面与采用倾斜面型的叠合面相比,对结构受力更有利,可以进一步提高试件的极限承载能力。  (4)新型再生混凝土叠合梁试件与整浇梁试件虽然构造上不同,但其挠度发展规律基本一致;另外,由荷载-挠度曲线在试件开裂后的斜率对比可以得出,本研究创新提出的新型再生混凝土叠合梁的构造型式对于提高再生混凝土叠合梁受力性能、扩大其工程应用范围有重大意义。  (5)通过对各试件位移延性的对比分析,本研究提出的新型再生混凝土叠合梁梁柱节点的构造做法和材料的使用,很好地改善了预制装配式结构节点位移延性差的缺陷,使其具有了良好的抗震性能,且芯部采用弹性模量较低的再生混凝土材料试件可以获得更好的延性。通过对塑性铰长度和转动能力的研究,得出在塑性铰转动能力对比上,新型再生混凝土叠合梁基本达到了整浇梁的水平。  (6)通过对各试件裂缝的对比分析得出:在配筋相同的情况下,新型再生混凝土叠合梁梁柱节点对钢筋的利用率在各试件中最高;在受力过程中,新型再生混凝土叠合梁梁柱节点的整体性较好,应力分布较为均匀,且均优于现有研究中的梁端叠合面为倾斜面的叠合梁。  (7)通过对各试件实际刚度的对比发现,新型再生混凝土叠合梁梁柱节点试件由于组合截面的特性,使得其开裂前的早期刚度较其他试件稍大,但在开裂后各试件的实际刚度十分相近;通过对试件的实际刚度与计算刚度的统计得出,新型再生混凝土叠合梁梁柱节点试件开裂后正截面刚度折减系数β的修正公式,如下,经验算其吻合效果良好。β=0.68/1+(1.16-Mcr/M)/(6αEρ)  (8)通过对梁端芯部叠合面采用倾斜面型和阶梯型的两个试件的梁端叠合面的对比分析,发现梁端采用倾斜叠合面对裂缝发展无抵抗能力,裂缝一旦进入便会持续发展,对结构承载不利,而采用阶梯型叠合面对叠合面处裂缝的发展有较好的抑制作用,较前者相比可提高7.1%的承载力。  (9)通过ABAQUS模型分析得出的荷载—挠度曲线与试验值的对比分析,得出二者虽有一定差异,但差值较小,故ABAQUS软件可以较好地对本研究提出的新型再生混凝土叠合梁进行分析计算;从应力云图中可以看出,每个试件模型受力规律均与试验现象吻合良好。新型再生混凝土叠合梁最大应力点出现在梁柱交接处的柱面上,由此可知若要进一步要提高新型再生混凝土叠合梁梁柱节点的承载能力需进一步提高柱混凝土的强度。
其他文献
  针对高爆发压力柴油机连杆工作时容易产生疲劳断裂,采用多体动力仿真分析方法获得连杆工作时的动态载荷谱,并在此基础上,应用动态应力恢复方法获得连杆疲劳寿命危险区域,并针
混凝土是一种脆性材料,其抗拉强度和抗拉应变都较低,在实际工程应用中,往往采用钢筋和混凝土共同作用来承受构件中的拉力或剪力,在这种情况下,纤维混凝土应运而生。由于在混凝土中加入纤维是上世纪在刚刚兴起的研究,其中钢纤维的研究起步相对较早,理论系统较之塑钢纤维更为成熟一点,而塑钢纤维的研究起步较晚,研究相对落后,本文主要在基本力学性能试验的基础上分析纤维增强混凝土的作用原理,研究纤维对混凝土各项力学性能
  ECU的性能直接关系到发动机能否正常工作,其热可靠性分析具有十分重要的现实工程意义.本文以某柴油机ECU作为研究对象,应用Pro/Engineer软件建立了ECU的几何模型,再通过
会议
柴油机性能的影响因素众多,其中环境的影响是柴油机设计和电控标定不可忽视的重要因素之一。随着海拔高度变化,大气压力、环境温度也在变化,对柴油机性能影响将更加复杂。为
提出了一种估算分部门固定资本存量的方法 ,并结合中国的数据 ,估算了中国 6部门1986— 1997年的固定资本存量 ,进而计算了 6部门的资本产出比 .发现中国实际经济中部门经济
  缸套作为活塞往复运动的导向,承受着机械负荷和热负荷,其变形与失圆直接影响活塞组件的传热、摩擦、磨损以及密封性能。采用有限元分析与测试相结合的方法建立了增压中冷柴
会议
  建立NH3在SCR催化剂上的单活性位和双活性位吸附脱附反应动力学模型。通过粉末状SCR催化剂的NH3吸附脱附试验对模型参数进行辨识。试验结果表明,双活性位反应动力学模型
许多野生植物携带抗旱、抗寒和抗盐碱等抗性基因,对农作物改良和增加农作物多样性极其重要,是农业育种的“基因库”,高通量和低成本的DNA和RNA测序技术极大地加快了这些基因的挖
学位
  在自主研发的柴油机尾气热源模拟台架上开展SCR系统尿素分解试验,研究排气温度、排气流量、添蓝喷射速率对尿素分解效率影响。试验结果表明:相同条件下排气流量越低、排气