考虑非均匀收缩的钢-普通再生混凝土组合板长期性能.docx

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1、考虑非均匀收缩的钢-普通/再生混凝土组合板长期性能再生混凝土使得有限的资源可以重复利用,具有显著的社会、经济与环保效益。钢-混凝土组合板具有施工速度快和工业化程度高等优点。将再生混凝土引入钢-混凝土组合板中可以量大面广地推广再生混凝土在结构工程领域中的应用。由于压型钢板的密闭作用,组合板的收缩变形沿截面高度非均匀分布,会引起收缩挠度。再生粗骨料的掺入会进一步增大组合板的收缩挠度。目前我国规范的组合板长期挠度设计公式中未考虑非均匀收缩影响,现有学者所提出的考虑非均匀收缩影响的钢-普通/再生混凝土组合板长期挠度计算方法形式较为复杂、计算量大。此外,目前尚无学者研究非均匀收缩对

2、钢-普通/再生混凝土组合板的压型钢板与负弯矩区钢筋应力的影响。因此,本文将考虑非均匀收缩影响,对钢-普通/再生混凝土简支与连续组合板的长期静力性能进行深入研究,具体内容包括:(1)基于Newton-Raphson法,采用Matlab语言,建立可考虑混凝土开裂、徐变与非均匀收缩综合影响的钢-普通/再生混凝土简支与连续组合板长期静力性能有限元分析模型,并将分析结果与国内外已有组合板长期性能试验结果进行对比,验证有限元模型的可靠性。研究表明,本文所建立的有限元模型分析结果与试验结果吻合良好,钢-普通混凝土组合板长期挠度仅相差2%~9%,钢-再生混凝土组合板长期挠度仅相差1%~7

3、%,是合理可靠的。(2)基于有限元模型对钢-普通混凝土简支与连续组合板的长期静力性能进行参数分析,系统研究非均匀收缩对其长期挠度、压型钢板应力及连续板负弯矩区钢筋应力的影响,确定关键影响参数。研究表明,非均匀收缩对组合板长期性能影响显著,可使组合板长期挠度提高37%~488%。跨高比是影响组合板收缩性能的主要参数。基于参数分析结果,提出考虑非均匀收缩影响的钢-普通混凝土简支与连续组合板长期挠度计算公式及正常使用阶段压型钢板应力计算公式。这些计算公式形式简单,计算量小,与有限元结果吻合较好。(3)基于有限元模型对钢-再生混凝土简支与连续组合板的长期静力性能进行参数分析,系统

4、研究再生粗骨料取代率对其长期挠度、压型钢板应力及连续板负弯矩区钢筋应力的影响。研究表明,再生粗骨料取代率对组合板长期性能影响显著,100%取代时可使组合板长期挠度提高28%~45%。基于参数分析结果,以跨高比及再生粗骨料取代率为主要参数,提出考虑非均匀收缩影响的钢-再生混凝土简支与连续组合板长期挠度计算公式及正常使用阶段压型钢板与负弯矩区钢筋应力计算公式,与有限元结果吻合较好。