钢纤维泡沬混凝土复合密肋楼板受力性能研究

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1、钢纤维泡沬混凝土复合密肋楼板受力性能研究第1章绪论1.1课题研究背景与意义通过现场装配预制板的技术手段可达到减少工地浇筑混凝土用量、简化施工步骤、加快工期、降低材料消耗的目的，进而起到加速建筑工厂化和产业化进程作用。随着我国住宅产业化的推广，新型预制装配楼板应运而生，其良好的抗震性，较快的施工速度已成为国家重点推行的结构体系。但是目前新型预制装配式楼板结构主要采用传统的钢筋混凝土结构，而传统钢筋混凝土结构在保温隔热，隔声等方面仍存在着一定缺陷，进而阻碍了新型预制楼板结构的推广与应用。而密肋楼板盖凭借其较大使用空间、优良的受力性能以及较佳的经济价值在近年大跨度建筑

2、中得到广泛的应用。但密肋楼板盖结构存在一定的缺点：1）模板费用高。密肋楼盖模板最初采用钢模板、木模板、钢筋混凝土模板以及玻璃模板[1]，由于存在价格高、消耗大、易粘结等问题逐渐被玻璃钢模板和聚丙烯塑料模板取代，但是模板费用一次性投入过大，施工程序过于复杂进而抑制了密肋楼盖结构的推广。另外，设计人员在设计密肋楼板盖的肋高、肋宽及肋间距时都会受模板规格的限制，导致结构的布置的局限性。2）支撑复杂。密肋楼盖中肋梁间距小，导致支模拆模的工作量和难度加大，延长了工期，增加了造价，从而限制了施工单位使用密肋楼盖结构的积极性。3）节能性能差，楼盖是重要的水平承重结构体系，相比

3、于普通楼板，密肋混凝土楼板截面一般更小、楼板更薄，导致降低了结构的保温隔热性能，违背了近年来国家对建筑节能的要求。4）超静定次数高，计算复杂。以工程中常用的多跨钢筋混凝土密肋楼盖为例，相比于平板楼盖，密肋楼盖板的建模工作量和设计计算过程较为复杂，计算成本偏高。1.2项目相关研究现状纵观国外建筑结构发展史就是建筑工业化发展的历史；欧洲是最早走上建筑产业化道路的，以瑞典、法国以及丹麦为代表。瑞典于17世纪40年代就开始着手致力于建筑模数的研究，且在60年代瑞典工业标准已经包含建筑部品规格化具体要求[2,3]。法国的建筑工业化以全装配式大板和工具式模板为代表，并研发了

4、一款可把任一建筑设计转化为工业化建筑部件进行设住宅的通用软件系统[4]。丹麦作为最早研究建筑模数的国家，通过不断调整建筑模数从而实现了部品的通用化。美国住宅产业化程度也比较高，于20世纪50年代就建造预制装配式建筑，同时在居住建筑和公共建筑领域不断推广应用[5]。日本的住宅产业化开始于住宅需求飞速增加，而建筑人员人数严重不够，为了满足迅猛增长的住房需求，于20世纪60年代初期，开始推行部品化，批量生产住房；此时，建造的产业化住宅占同期竣工建筑的25%-28%[6]。日本住宅产业化在70年代达到成熟，至此以后，住宅产业化开始致力于提高住宅质量。我国在20世纪50年

5、代开始研究预制装配式混凝土结构，70年代主要研究高层全装配大板居住体系，80年代达到装配式建筑的高潮[7]。但装配式建筑体系因交通运输麻烦、经营成本高以及抗震效果差等原因而逐渐萎缩。20世纪90年代，我国南方地区开始流行现浇钢筋混凝土结构体系，装配式混凝土建筑体系逐渐被现浇混凝土建筑体系代替。然而随着现浇混凝土体系不断的应用与推广，其施工条件复杂、造价可控性差、质量难保证、影响周边环境等缺点日益凸显；由于装配化部品可在工厂标准化生产，因此可达到施工速度快、造价易控制、环境污染少等优点重新取得建筑业市场的关注。当前如北京、上海、深圳、沈阳等已编制相关装配式建筑结构

6、的政策，极大督促了预制装配式结构的发展。第2章试验研究2.1试验概况本文研究的钢纤维泡沫密肋复合楼板盖由上下两层钢纤维板、普通混凝土密肋梁和泡沫混凝土而成。在钢含量相同的前提下，在同样的边界条件下考察钢纤维对板在竖向荷载下的贡献，我们设计了三组试验，分别是：试验板B-1为钢纤维体积率为1.5%含钢筋网的钢纤维泡沫混凝土密肋复合板；试验板B-2为不含钢纤维仅含钢筋网的普通密肋混凝土板；试验板B-3为钢纤维体积率2%，不含钢筋网的钢纤维泡沫密肋复合板。通过对三组试验结果的对比，研究钢纤维泡沫密肋混凝土楼板盖体系的静载受力性能，分析复合板的整体工作性能，得到各试验板的

7、实际承载力并观察其破坏形态，选出配筋最合理的试验板也为以后单向板拼成双向板的结构性能分析提供相关依据。.2.2试验目的和内容本次试验通过对三组试验板在静荷载作用下的静载试验考察各板受弯性能，旨在测量各板在各级荷载作用下的应力、应变、挠度及裂缝分布，并比较试件的变形及裂缝开展情况；通过对比这三块板的底板上开裂荷载、极限承载力以及各板破坏特征，分析钢纤维泡沫密肋复合板的整体工作性能，考察钢纤维参与密肋混凝土复合板工作的能力。泡沫混凝土的物理性能的试验研究主要从吸水率、热工性能和冻融性能方面来考察其性能。本次试验试块的制作和养护均按GB/T50081《普通混凝土力学性

8、能试验方法标准》进行。物