细端预制对接梁承载能力的试验和数值研究及解决方案

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土耳其建筑业自20世纪60年代末开始采用混凝土预制技术。预制结构因生产和安装速度快，在工业建筑中应用广泛，但其最大缺点是铰接连接区域易产生损伤。屋面梁与对接梁连接处通常采用铰接，导致支座区理论上无弯矩，截面内力按简支梁计算。然而，细端区域剪切力集中导致剪切应力增大，相关规范对该区域设计提出了特殊要求。长期积雪荷载作用下，这些连接区域易发生损伤，对老旧预制结构中的细端对接梁构成重大风险。本研究系统地通过试验和数值模拟研究了细端对接梁在竖向荷载作用下的性能。首先对符合和不符合现行规范的两根对接梁进行了试验，随后对一根规范设计的对接梁采用碳纤维增强复合材料（CFRP）进行加固以防止细端损伤，并进行了测试。利用ABAQUS软件建立的数值模型结果与试验结果进行了验证，两者吻合度良好。数值模型预测的损伤模式与试验观察结果相似，验证了数值模型在后续参数研究中的可用性。验证后进行了一系列参数研究，考虑了混凝土抗压强度、钢筋抗拉强度、预应力水平等可能偏离设计值的因素，以及CFRP布加固方案。研究结果表明，混凝土抗压强度影响更显著，混凝土和钢材强度增加均能显著提高剪切承载力，而预应力水平增加影响有限。CFRP加固试件的承载力提高了50%，损伤位置从细端区域转移至非细端区域。通过参数研究提出了最优CFRP加固方案，并为细端对接梁的钢筋设计提出了建议。

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