预应力混凝土建筑工程论文提纲

论文题目：大跨度预制预应力叠合楼板设计制作与双向受力研究

摘要：现今我国经济进入了高速发展期,建筑产业化成为一个大趋势,为此“十三五”国家重点研发计划中专门设立了“装配式混凝土工业化建筑高效施工关键技术研发与示范”的课题,旨在有效推进装配式混凝土建筑的研究与推广应用。目前国内的装配式混凝土框架结构工程中楼面结构应用的钢筋桁架叠合楼板仍然跨度较小,8m左右柱网间的板下需要设置次梁,结构空间布置不方便,不能够满足学校、医院、商务办公楼、地铁站、停车场等大跨度大开间的建筑功能需要。实际工程中采用的一些大跨度叠合楼板,多为预制板单向受力、叠合后仅靠上部叠合层形成双向受力为主的叠合楼板,并没有很好地实现双向受力性能。且很多大跨度叠合楼板四周出筋、安装不便,板底临时支撑密集,高效施工并没有得到很好的体现。因此,基于上述大跨度双向叠合楼板的市场需求,本文提出了一种新型大跨度预应力夹芯双向叠合楼板。首先本文对这种新型大跨度叠合楼板以楼面活荷载标准值4.0kN/m~2进行了设计研究。主要设计理念是采用轻质填芯板减轻自重且增强保温隔热性能;采用预应力钢绞线来增强板的承载力和抗裂性能,减少施工阶段临时支撑;同时为了达到双向受力的目的,通过创新性地设置横向暗梁、增加预制板底横向配筋率、使拼缝处钢筋弯折以增加锚固长度等方法来增强非预应力方向的刚度,保证叠合楼板的双向受力性能。然后本文在完成设计研究后,制作了3块预制带肋底板拼成8100mm×7500mm足尺的叠合楼板试件,研究了预制底板的生产工艺和叠合楼板的安装施工工艺。预制板生产工艺简单连续,成品底部光滑,且安装时柔度较大,板块间不存在明显高差,后期无需吊顶。安装时临时支撑只需横向设置两道,就能够满足承载能力及刚度要求。板四周不出筋进一步减少了施工难度。最终叠合楼板整体减重率达15.8%,整个生产和施工流程节约了资源也提高了效率。接着在预制钢管混凝土柱和先张预应力梁装配完成的子结构上,用制作完成的8100mm×7500mm足尺叠合板试件进行了静载试验研究。试验结果表明,本文提出的新型大跨度预应力夹芯叠合楼板承载能力强（最大面均布荷载33.63 kN/m~2仍未破坏）、刚度大（荷载达到设计活载标准值4 kN/m~2时挠度仅为5.83mm）、抗裂性能良好（7 kN/m~2时才开裂,且拼缝处裂缝出现较晚）。另外从破坏的裂缝形态、荷载—位移曲线、荷载—钢筋应变曲线来看,该类新型大跨度叠合楼板确实是双向传力,且破坏时的塑性绞线基本与双向板一致,虽然非预应力方向刚度略低于预应力方向,但该类新型板双向受力性能仍然是很好的。为了论证试验结果的正确性,本文也对试件进行了有限元分析来进行对比,发现与试验结果基本相符,说明试验结果具有可重复性和客观性。最后总结了本文的主要工作和研究成果,认为该类新型大跨度预应力夹芯双向叠合楼板综合性能优良,值得推广应用,并对该类新型大跨度板以后优化改进的方向提出了建议。

关键词：大跨度;预应力叠合楼板;生产施工;暗梁;双向受力

学科专业：土木工程

摘要

Abstract

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 叠合楼板国内外研究现状

1.2.1 国外叠合楼板简介

1.2.2 国内叠合楼板简介

1.3 现阶段常见叠合楼板及拼缝设计

1.3.1 钢筋桁架叠合板

1.3.2 SPD叠合预应力混凝土空心板(SPD板)

1.3.3 预制预应力混凝土双T板(双T板)

1.3.4 PK预应力混凝土叠合板(PK板)

1.3.5 山东万斯达预应力混凝土钢管桁架(PKⅢ型)叠合板

1.3.6 日本富士预应力板(FR板)

1.3.7 拼缝

1.4 新型大跨度叠合楼板的提出及研究

1.4.1 新型大跨度预应力及夹芯叠合楼板的提出

1.4.2 新型大跨度预应力夹芯叠合楼板主要优势

1.4.3 研究内容及意义

第二章 新型大跨度叠合楼板设计与生产、施工工艺研究

2.1 新型大跨度叠合楼板设计研究

2.1.1 设计创新点

2.1.2 预制底板设计分析思路及过程

2.1.3 预制底板分析结论及详图

2.1.4 暗梁、上层板面及其余钢筋设计

2.1.5 最终设计完成的试件图纸及参数

2.2 预制底板生产工艺研究

2.3 叠合楼板安装及施工工艺研究

2.4 生产施工的质量控制

2.4.1 质量控制因素

2.4.2 预制阶段质量控制要点

2.4.3 安装叠合阶段质量控制要点

2.5 本章小结

第三章 新型大跨度预应力叠合楼板加载试验

3.1 试件加载装置设计

3.1.1 加载方式选择

3.1.2 加载工装设计

3.1.3 加载底部框架设计拼装

3.2 加载程序

3.3 测试内容及方法

3.3.1 钢筋应变

3.3.2 混凝土应变

3.3.3 板底竖向位移

3.3.4 裂缝宽度及开展方式

3.4 主要实测值及极限状态的定义

3.5 本章小结

第四章 大跨度预应力叠合楼板试验结果分析研究

4.1 裂缝状态及分析

4.1.1 裂缝出现及发展状态

4.1.2 裂缝状态分析

4.2 板底挠度

4.3 钢筋应变

4.3.1 底部横向钢筋应变

4.3.2 暗梁底部钢筋应变

4.3.3 暗梁上部钢筋应变

4.4 混凝土上下表面应变

4.5 叠合面抗剪分析

4.6 本章小结

第五章 新型大跨度叠合楼板有限元分析

5.1 有限元模型建立

5.1.1 ABAQUS混凝土塑性损伤模型

5.1.2 混凝土本构关系

5.1.3 钢筋本构关系

5.1.4 基本假定

5.1.5 单元类型与网格划分

5.1.6 边界条件及加载方法

5.2 有限元模拟结果与试验结果对比分析

5.2.1 混凝土应力云图变化

5.2.2 钢筋应力变化

5.2.3 荷载—位移曲线与试验结果对比分析

5.3 与整体现浇模型对比分析

5.3.1 整体现浇板设计(按弹性板计算)

5.3.2 配筋量对比

5.3.3 整体现浇板模型建立

5.3.4 承载能力对比

5.3.5 荷载—位移曲线对比

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

6.2.1 增强横向受力的方法

6.2.2 暗梁的长度是否伸出两边肋

6.2.3 预制底板薄板的厚度

6.2.4 轻质填芯板的类型和高度

6.2.5 拼缝设计

致谢

参考文献