预制装配型钢混凝土梁受力行为与设计方法研究

基本信息
批准号:51478287
项目类别:面上项目
资助金额:80.00
负责人:邵永健
学科分类:
依托单位:苏州科技大学
批准年份:2014
结题年份:2018
起止时间:2015-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:杨勇,朱佳宁,劳裕华,翁晓红,于云龙,薛皓,徐佩登,陈杰,王祥
关键词:
设计方法受力行为型钢混凝土梁预制装配结构试验研究
结项摘要

Because of complex and too many construction procedures of steel reinforced concrete beams in engineering practice, the program intends to invent and study a kinds of prefabricated SRC beams (which is abbreviated as PSRC beams). Firstly, based on series of numerical simulation analysis, the optimized design and innovative design of the PSRC beams' seciton will be done to find the best cross sections and the rational detail.Secondly, invent a series of shear connectors to ensure the interface performance between the precast parts and the cast in -site parts in the PSRC beams, and develop a set of direct-shear test setup. And push-out tests and direct-shear tests will be conducted to study the shear force transfer mechanism on interfaces of the PSRC beams, and design methods and ways for avoiding longitudinal shear failure on the interface will be presented. Thirdly, by series of experiments on bending and shearing behaviors of various kinds of PSRC beams, the bending performance under bending moment and shearing performance will be fully studied, and the corresponding design methods will also founded.And furthermore, by series of "constructing-employing" all-stage tests and numerical simulation analysis on the mechanical performance of the PSRC beams, the section stress distribution, cracking and deformation development charactistics during the constructing and employing stages will be fully analyzed, and the calculation methods which considering two-stage loads of the initial cracking loads, maximum crack width and mid-span deflection will be founded.Finally,a series of quasi-static tests of the PSRC beams will also be conducted, and the seicmic performance of the PSRC beams such as the failuare modes,bearing capacity and the deformation ability will be fully studied ,and the restoring force model of the PSRC beams as well as the seismic design methods will be founded.

针对型钢混凝土梁施工复杂、工序较多的缺陷,开展预制装配型钢混凝土梁(以下简称PSRC梁)设计理论与方法研究。首先采用数值模拟方法,对PSRC梁截面形式进行优化设计和选型分析。研发预制与现浇部分界面连接方式,研制界面纵向直接剪切试验装置,开展PSRC梁中预制部分与现浇部分的直接剪切试验和推出试验,研究界面纵向受剪机理与性能,建立界面纵向受剪设计方法。开展PSRC梁受弯、受剪性能试验研究,提出合理受弯和受剪分析模型,建立梁正截面受弯和斜截面受剪承载力计算方法。结合"施工-使用"全过程模拟试验和数值分析,研究PSRC梁在施工阶段和使用阶段的截面应力、裂缝和变形发展规律,提出PSRC梁施工阶段验算方法和使用阶段开裂荷载、裂缝宽度和跨中挠度计算方法。开展PSRC梁低周反复加载试验,研究PSRC梁在正、负弯矩反复作用下破坏形态、承载能力和变形性能,提出梁截面弹塑性恢复力模型,建立梁实用抗震设计方法。

项目摘要

针对型钢混凝土梁施工复杂、工序较多的缺陷,本项目采用试验研究、数值模拟和理论分析三种方法,对预制装配型钢混凝土(PSRC)梁的受力行为与设计方法进行了研究。.项目通过完成100个试件的实验,主要研究了:PSRC梁的截面形式优化设计与选型分析,PSRC梁的力学性能,PSRC梁的正截面受弯承载力、斜截面受剪承载力、裂缝宽度和挠度的设计计算方法,PSRC梁的抗震性能和抗震设计方法。.本项目研究取得的主要成果和关键数据有:提出了PSRC梁的新型截面形式及其相应的构造措施;揭示了混凝土强度、截面类型、型钢形式、剪跨比等设计参数对PSRC梁力学性能和抗震性能的影响规律;揭示了PSRC梁正截面受弯和斜截面受剪的受力机理、破坏形态、破坏特征和破坏机理;获取了单调荷载作用下PSRC梁的开裂荷载、屈服荷载和极限荷载及其对应的位移等关键数据;获取了低周反复荷载作用下PSRC梁的滞回性能、骨架曲线、强度退化、刚度退化和延性等关键数据;建立了PSRC梁正截面受弯承载力的设计方法和计算公式;建立了PSRC梁斜截面受剪的力学模型;建立了PSRC梁斜截面受剪承载力的设计方法和计算公式;建立了PSRC梁裂缝宽度和变形的设计方法和计算公式;建立了PSRC梁的恢复力模型,提出了PSRC梁的抗震设计方法和抗震构造措施。.已发表项目的研究论文16篇,其中SCI两篇;已授权发明专利1项、实用新型专利4项;培养研究生15名。.完成了项目申请书的研究计划、研究内容、研究目标和预期成果。.取得的研究成果可完善PSRC结构的计算理论,推进PSRC结构的工程应用,能充分发挥和有效提升传统SRC梁在受力性能、耐久性能、耐火性能和经济性能等方面的优势,可以广泛应用于各类钢筋混凝土和钢结构建筑中,尤其适用于大跨度、重荷载的高层建筑和超高层建筑。符合绿色环保、可持续发展的基本国策,符合建筑工业化的产业发展要求。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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