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钢管桁架混凝土预制底板受力性能研究

钢管桁架混凝土预制底板受力性能研究

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作者：李游安徽建筑大学

学位级别：硕士

装配式建筑的特性与我国当前阶段追求高质量产品的迫切要求不约而同,满足我国精细化、有特色的城镇发展需求。钢筋桁架混凝土叠合板在装配式建筑工程中占比很高,其相比于传统建筑楼板,具有施工效率高、工程周期较短、抗震性能好等特点,... 详细信息

装配式建筑的特性与我国当前阶段追求高质量产品的迫切要求不约而同,满足我国精细化、有特色的城镇发展需求。钢筋桁架混凝土叠合板在装配式建筑工程中占比很高,其相比于传统建筑楼板,具有施工效率高、工程周期较短、抗震性能好等特点,但该种叠合板也存在许多问题,如板厚较大、在施工阶段需要设置支撑、安装步骤繁杂、钢筋向四面外出、一体化标准程度低等,不符合我国现阶段推进建筑产业工厂化、提升标准化建设在建筑工程阶段占比、提高建筑物质量的需求。为提高当前阶段叠合板的承载能力,解决现阶段叠合板应用产生的问题,在现有钢筋桁架混凝土叠合板的基础上,对叠合板结构进行改进,形成了钢管桁架混凝土叠合板。钢管桁架混凝土预制底板作为叠合板现浇混凝土层的底模,其力学性能至关重要,对四块预制底板进行均布加载试验,研究预制底板的腹杆应变、跨中挠度变化、裂缝的分布规律及上弦钢管应变,利用ABAQUS有限元软件建立有限元模型,进行数值模拟,研究钢管桁架混凝土预制底板力学性能。布置相关测点,对钢管桁架混凝土预制底板的混凝土应变、挠度变化情况、上弦钢管及腹杆的应变进行监测。分析钢管桁架混凝土预制底板在均布荷载作用下的力学性能表现,对预制底板的开裂荷载和极限荷载进行总结。改变预制底板中混凝土强度等级、钢管桁架高度、钢管桁架间距和腹杆的直径,进行参数化分析。预制底板背面裂缝主要出现在跨中位置,并随着荷载增加,向两边均匀分布。对比分析得出,提高混凝土强度等级,可以有效降低预制底板挠度,提升底板开裂荷载,使预制底板的承载能力变高,减缓预制底板裂缝产生速度。钢管桁架的高度对预制底板的影响较大,钢管桁架的高度提升可以提高预制底板的承载能力,有效降低预制底板开裂的可能,减小桁架高度会使承载能力降低,降低预制底板的整体性能;增加钢管桁架数量,减少桁架间距,能大幅提升预制底板的力学性能;腹杆直径的变化对预制底板的受力性能影响较小,从经济方面上考虑,建议使用6mm的腹杆。图[81]表[17]参[64]

关键词：钢管桁架混凝土预制底板力学性能有限元分析

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