部分预制装配高强型钢超高性能混凝土梁受弯性能试验研究

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部分预制装配型钢混凝土梁(Partially Prefabricated Steel Reinforced Concrete Beam,简称PPSRC梁)是一种部分预制部分现浇的型钢混凝土梁,其施工流程为在预制工厂完成腹板和翼板预制部分的制作,将预制部分运至施工现场拼装后完成现浇部分的浇筑。PPSRC梁同时具备了型钢混凝土结构受力性能和部分预制装配结构施工简便的优点,具有广阔的应用前景。同时,随着高性能土木工程材料的不断发展,高强钢与超高性能混凝土(Ultra-high performance concrete,UHPC)的应用愈发广泛,本文将高强钢和UHPC应用到PPSRC梁中并探究其受弯性能与承载能力。试验共设计了6个PPSRC梁,其预制腹板选用UHPC浇筑,翼板依据截面形式分为普通叠合板和桁架叠合板。普通叠合板的预制部分采用普通混凝土浇筑,现浇部分采用UHPC浇筑;桁架叠合板的预制板部分采用UHPC浇筑,现浇部分采用普通混凝土浇筑。型钢选用Q690高强钢板焊接制成,依据型钢截面形式分为H型钢和倒T型钢。结合试验研究与理论分析,研究了型钢截面形式、配钢率、混凝土翼板形式对PPSRC梁受弯性能的影响。进一步建立了PPSRC梁的受弯承载力计算方法、挠度及裂缝宽度计算方法,计算结果与试验结果吻合较好。试验结果和理论分析表明,PPSRC梁中高强钢与UHPC之间可表现出较好的组合作用与共同工作性能,可充分发挥高性能土木工程材料的力学性能和耐久性能。同时,PPSRC梁具有部分预制部分现浇的特点使其现浇部分可根据不同需求采用不同种类的混凝土浇筑,可进一步促进建筑工业化进程与绿色建筑的发展。
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