【技术实现步骤摘要】
一种高性能人防工程挡窗板及其设计方法
[0001]本专利技术涉及一种建筑结构的构件,尤其涉及一种新型钢
‑
连续纤维复合筋活性粉末混凝土挡窗板,属于建筑结构
技术介绍
[0002]现代人防工程既考虑到战时防空的需要,又考虑到平时经济建设、城市建设和人民生活的需要,具有平战双重功能。建造程序严格有序,成功投入使用后,可取得显著的战备效益、社会效益和经济效益。
[0003]现有的挡窗板主要是由普通混凝土中配置普通钢筋制成,存在强度差、承载力差、韧性低、配重大、延性和稳定性差等缺陷,而挡窗板作为人防工程建筑的一部分,其质量的把控非常重要。因此,亟需一种高性能人防工程挡窗板及其设计方法。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是针对上述现有技术的不足提供一种SFCB、活性粉末混凝土结合的人防工程挡窗板及其设计方法,保证截面尺寸和配筋率不变的情况下,大幅提高人防工程挡窗板的承载能力,提高结构安全性。
[0005]本专利技术的第一个目的是提供:
[0006]一种高性能人防工程挡窗板,其特征是,包括由上层架立筋、下层SFCB、矩形箍筋绑扎成的钢筋网,以及与钢筋网浇筑成一体的RPC。
[0007]所述RPC的组分包括水泥、矿粉、硅灰、粉煤灰、钢纤维、砂、水和减水剂。矿粉的最大粒径不超过0.2mm,钢纤维为圆直形,直径在0.2~0.4mm间,长度范围在12~15mm间,抗拉强度2800MPa,减水剂为聚羧酸系高性能减水剂。
[0008]上述RPC各组 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高性能人防工程挡窗板,其特征是,包括由上层架立筋、下层SFCB、矩形箍筋绑扎成的钢筋网,以及与钢筋网浇筑成一体的RPC。2.根据权利要求1所述的一种高性能人防工程挡窗板,其特征是,所述RPC的组分包括水泥、矿粉、硅灰、粉煤灰、钢纤维、砂、水和减水剂。3.根据权利要求2所述的一种高性能人防工程挡窗板,其特征是,所述钢纤维为圆直形,直径在0.2~0.4mm间,长度范围在12~15mm间,抗拉强度2800MPa。4.根据权利要求2所述的一种高性能人防工程挡窗板,其特征是,所述RPC各组分的重量比为:水泥10%~50%、矿粉10%~25%、硅灰10%~35%、粉煤灰0%~25%、砂8.8%~44%、钢纤维1.5%~2.5%、水15%~20%、减水剂0.2%~2.5%。5.根据权利要求4所述的一种高性能人防工程挡窗板的设计方法,其特征是,包括以下步骤:1)根据挡窗板的实际受力情况配置绑扎板的钢筋网,钢筋网包括:SFCB、矩形箍筋、架立筋;2)根据图纸上预留洞位置,在锚板上放置套管,并用螺栓螺母固定,做好套管临时封堵防止在混凝土浇筑过程中,混凝土流入套管,同时固定套管,防止套管偏位;3)制作模板,最外层钢筋的外表面到截面边缘的垂直距离为保护层厚度,顶部、底部的保护层厚度一致;4)养护达到强度要求后,拆掉模板,RPC与SFCB、架立筋、矩形箍筋连为一体,得到人防工程挡窗板。6.根据权利要求5所述的一种高性能人防工程挡窗板的设计方法,其特征是,步骤3)中,顶部、底部的保护层厚度为15mm;一次性浇筑RPC。7.根据权利要求5所述的一种高性能人防工程挡窗板的设计方法,其特征是,所述RPC的制作步骤如下:将按比例称量好的水泥、矿粉、硅灰、粉煤灰依次倒入搅拌机,干拌3min使得各材料充分混合;然后将称好的水与高效减水剂混合均匀后倒入搅拌机,先慢转3min,再快转2min;待流动性良好后,慢慢加入钢纤维,搅拌5min使纤钢维分散均匀,出料;此外,需要在20℃左右的环境中进行搅拌,有利于提高活性粉末混凝土的成型率。8.根据权利要求7所述一种高性能人防工程挡窗板的设计方法,其特征是,所述人防工程挡窗板的承载力测试方法如下:1)SFCB采用简化的双折线模型,表达式如下其中,ε
sfy
和f
sfy
分别为SFCB的屈服应变和屈服强度,ε
sfu
和f
sfu
分别为SFCB的极限应变和极限强度,EⅠ和EⅡ分别为SFCB的弹性模量和屈服后的刚度;2)SFCB的抗拉强度远大于下半截面RPC的实际抗拉强度,为简化计算,不考虑RPC受拉,且该情况是偏安全的;根据板截面的力的平衡可得知以下公式:α
c
f
c
bx=σ
sf
A
sf
,
ꢀꢀꢀ
(16)
ε
sf
=ε
cu
(β
c
/ξ
‑
1),
ꢀꢀꢀ
(17)其中,x
c
和x分别是混凝土实际受压区高度和计算区高度,且x=β
c
x
c
;σ
sf
和A
sf
分别为SFCB的拉应力和面积;3)根据简化后的应力分布图的合力、合力矩应与实际状态的合力、合力矩相等的原则,可得如下公式:其中σ
c
(x)是距离中和轴高度为x处的混凝土压应力;4)将试验测得的混凝土材料的力学性能参数带入公式(18),可得a
c
和β
c
对公式(2)联立方程组,得到如下关于ε
sf
的一元二次方程:舍去不合理负号的解答,保留合理解;其中A=EⅡ,B=f
sfy
+EⅡε
cu
‑
EⅡε
sfy
,C=ε
cu
f
sfy
‑
E
II
ε
cu
ε
sfy
‑
α
c
β
c
ε
cu
f
c
/ρ
ꢀꢀꢀ
(20)。9.根据权利要求8所述一种高性能人防工程挡窗板的设计方法,其特征是,若RPC100与r
a
=0.25的SFCB组合:α
c
=0.885,β
c
=0.750,E
I
=75GPa,E
II
=25GPaf
sfy
=150MPa,f
ru
=800MPa,f
c
=77.11N/mm2ρ=1.32%,ε
sfy
=0.002,ε
cu
=0.0042
‑
0.3
×
(f
cu,k
‑
100)
×
10
‑5=0.0042
ꢀꢀꢀ
(21)A=25GPa,B=205MPa,C=
‑
15.87MPaξ=β
c
ε
cu
/(ε
cu...
【专利技术属性】
技术研发人员:杨忠平,葛文杰,姚山,朱嘉炜,杨杰,李炜,郭士刚,蒋洪波,张志文,
申请(专利权)人:扬州大学,
类型:发明
国别省市:
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