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【成果推介】钢-混凝土组合结构受力性能提升与装配化技术研发应用

成果简介

-混凝土组合梁由钢梁、混凝土板和抗剪连接件组成,具有承载能力高、施工便捷等优点,但同时存在以下常见问题:① 对钢-混凝土组合梁施加的预应力难以有效地由钢梁传递给混凝土板,预应力对组合梁承载能力的提升作用受到限制。② 在车辆等疲劳荷载作用下,材料力学性能退化将导致组合梁产生显著的疲劳附加变形,进而影响组合梁的正常使用;③ 在爆炸、撞击等偶然荷载作用下,竖向承重构件失效等灾变可能导致组合梁结构发生连续倒塌破坏;④ 组合梁具有全装配化设计和施工的天然优势,而全装配化设计带来的组合梁受力性能的改变有待评估。本项目针对以上问题开展技术研发,取得了多项创新性成果:

1. -混凝土组合梁承载能力提升方法创新。创新性地提出了钢-混凝土双组合梁、鱼腹式工字型预应力钢-混凝土组合梁等新的组合梁结构形式,为钢-混凝土组合梁承载能力的提升提供了新途径;针对施加于钢梁上的预应力无法有效传递给混凝土板的技术难题,通过控制预应力导入效率充分发挥了预应力在钢-混凝土组合梁承载能力提升方面的作用。

2. -混凝土组合梁疲劳性能评估方法创新。提出了疲劳荷载作用后钢-混凝土组合梁剩余承载力量化评定的参考标准;建立了基于材料疲劳性能退化的钢-混凝土组合梁疲劳附加变形的评估方法和控制措施,有效降低了钢-混凝土组合梁发生疲劳破坏的风险和营运期间的维养成本。

3. -混凝土组合梁抗倒塌灾变技术创新。针对竖向承重构件失效情况下的倒塌破坏,建立了钢-混凝土组合梁结构抗倒塌承载力的简化评估方法,揭示了体外预应力钢-混凝土组合梁的抗倒塌机理;提出了组合梁结构抗倒塌承载能力分析时倒塌荷载动力增大系数DIF的取值建议,提升了钢-混凝土组合梁结构抗倒塌灾变的能力和结构的安全可靠度。

4. 组合梁全装配化技术的创新。对全装配式组合梁结构的受力特点和灾变过程进行了系统性的研究,研发了一套组合梁的装配化设计和施工技术方法,为组合梁结构产业化发展提供了基础条件。

应用前景

上述成果在工业与民用建筑、桥梁结构、滨海工程等领域具有广阔的应用前景,同时可为灾后应急抢险提供行之有效的备选方案。

成熟度

已开展大量基础研究,目前进入小试阶段。

成果展示

知识产权情况


成果完成人

土木建筑工程学院:杨涛

成果转化,请联系成果与合作处,联系人:刘老师,联系电话:0771-3272162。


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