本文是一篇建筑工程管理论文，本文以现阶段国家对装配式建筑的大力推广和倡导为研究背景，以 5 根后浇 C30 自密实混凝土拼接叠合梁和 1 根 C30 普通混凝土整浇对照梁为研究对象。首先，应用试验研究的方法，所有试件梁以三分点受力加载的方式进行了受弯性能实验，重点研究了拼接叠合梁的粗糙度、拼接叠合面插筋处理及梁体箍筋加密处理等因素和方法对拼接叠合梁抗弯承载力的影响；其次，对后浇自密实混凝土拼接叠合梁的正截面抗弯承载力、短期刚度及位移延性系数进行理论计算分析，并与试验测得数据相对比，来验证试验数据的正确性；最后，利用大型通用有限元软件 ANSYS 建立后浇自密实混凝土拼接叠合梁的有限元分析模型，通过模拟计算结果，分析了梁体在不同荷载作用下的变形及下部受拉钢筋应变，并将模拟结果与试验结果对比分析。
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
预制装配式建筑结构是由预制构件在施工现场装配而成的一种建筑结构，具有建筑质量可靠，施工速度快，节能效果好，绿色环保等优点，加快了建筑工业化和住宅产业化的发展[1]。钢筋混凝土拼接叠合结构兼具有装配式混凝土结构与现浇整体式混凝土结构的优点，其主要优点是施工工期短、模板使用量小、节能环保及抗震性能好，因此钢筋混凝土拼接叠合结构能很好的满足当今社会发展对于建筑业施工工期、施工质量的要求，符合建筑工业化的趋势，顺应了绿色建筑发展的潮流。
装配式建筑在二十世纪初就开始引起世界各国建筑行业工程师的兴趣，到六十年代终于实现[2]。英国、法国、苏联等国家首先作了尝试。由于装配式建筑建造速度快，生产成本较低，节能环保等诸多优点，所以装配式建筑迅速在世界各地迅速推广开来。新中国成立初期，在前苏联帮助下，掀起了一个大规模工业化建设高潮。中国建筑行业从前苏联搬、抄了单层工业厂房体系。该体系中的柱、吊车梁、人字形屋架和薄腹屋面梁、槽型屋面板、天沟板，均采用预制生产，围护结构多为砖砌体。在这个年代构件的预制生产大多是在工程现场，环保措施落后，且预制构件多为非预应力构件，技术水平不高，构件质量也不稳定。
经过十年建设，我国国民经济不仅恢复、而且有了较大发展。在此期间，我国在苏联帮助下，在清华大学、原南京工学院、同济大学、天津大学和哈尔滨建筑工程学院等高等院校，专门设立了混凝土制品构件本科专业。1960 年，工业建筑的主要构件已是工厂化集中生产，构件质量明显提高；特别是预应力技术在钢筋混凝土预制构件企业得到推广应用，不但节省了原材料，还提高了构件的性能，大批量用在装配式住宅中[3]。
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1.2 装配式建筑及自密实混凝土的优点
1.2.1 装配式建筑的优点
装配式建筑是经设计后，由工厂对建筑构件进行工业化生产，生产后的建筑构件运送到施工现场进行装配而成的建筑[7]。装配式建筑的优点如下：
（1）保证工程质量
首先，与传统建筑采用现场浇筑，多采用木模成型，需要大量支撑的施工方式相比，装配式建筑构件在预制构件厂生产，严格按图施工，钢模浇筑成型，外观整洁，生产过程中可以对温度、湿度等养护条件进行控制，预制构件的质量更容易得到保证；其次，传统建筑施工现场工人的素质参差不齐，人员流动频繁，管理方式粗放，施工质量难以得到保证，且很大程度上受限于施工人员的技术水平。而装配式建筑构件在预制厂生产，是完全按照工厂的管理体制及标准体系来进行构件预制，技术水平有保证；最后，在现场吊装施工之前，还需对构件进行多道检验，装配时可增加柔性连接，提高建筑结构的抗震性。
（2）施工速度快，缩短工期
装配式建筑施工比传统方式进度快 30%左右。传统建筑施工时，需要架设大量建筑支撑和模板，然后才能进行混凝土浇筑，达到规定的养护时间后才能进行后续楼层的施工；而装配式建筑的构件由预制厂提前批量生产，采用钢模，无需支撑，可利用蒸汽养护，缩短了构件生产周期和模板周转时间，尤其是生产形式较复杂的构件时，优势更加明显，省掉了相应的施工流程，大大提高了时间利用率。除此之外，当预制构件运至施工现场之后，可统一吊装施工，且可实现结构体吊装、外墙吊装、机电管线安装、室内装修等多道工序同步施工，这样大大缩短了施工现场的作业时间，从而加快施工进度，缩短现场工期。
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第二章 后浇自密实混凝土拼接叠合梁抗弯性能试验
2.1 引言
在我国，随着国家建筑产业结构的调整和建筑行业对“绿色建筑”理念的倡导，装配式建筑的发展受到越来越多用户的关注[35]。装配式叠合梁构件是装配式建筑结构的重要组成部分之一，预制与后浇混凝土粘结面的静态受力性能好坏决定了它们能否等同与现浇构件一样整体工作，实现装配式建筑叠合梁“等同现浇”是保证装配式建筑整体受力性能的关键和核心[36]。装配式建筑叠合梁受力的薄弱部位是其预制部分与后浇部分混凝土的粘结面[37]。因此，研究装配式建筑叠合梁粘结面的力学性能对装配式建筑的发展意义重大。
目前，国内对预制梁端与后浇混凝土粘结面的粘结强度性能研究已经取得了一些成果，众多学者对新老混凝土粘结面强度的影响因素和力学性能展开了研究。在国外，有关新老混凝土粘结面强度分析的方面，Pedromds[38]等通过试验和数值分析的方法研究了粘结面粗糙度、后浇混凝土养护情况及新老混凝土间弹性模量的差异等因素对粘结面粘结强度的影响。
然而，目前针对装配式叠合梁后浇自密实混凝土粘结面的强度研究较少。自密实混凝土是一种新型高性能混凝土，它具有良好的可变形能力，依靠自重流动和填充，并且有足够的黏聚性，以防止离析泌水。该拌合物均匀致密，硬化后具有优良的机械性能和耐久性[39]。本文对 5 根后浇自密实混凝土拼接叠合梁和 1 根普通混凝土整浇对照梁的正截面受弯承载力进行了试验研究和理论分析，得到的数据和结论可为后浇自密实混凝土拼接叠合梁的正截面受弯承载力设计、构造要求提供参考和依据。
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2.2 试验设计
2.2.1 试验原材料及配合比
本试验的水泥采用 P·O 42.5 R 级普通硅酸盐水泥，其主要性能参数见表 2-1；细骨料采用细度模数为 2.70 的普通河砂；粗骨料采用粒径为 5-20mm 的连续级配碎石，其中5-10mm 的碎石占整体碎石的 70%左右，10-20mm 的约占整体碎石 30%；采用自来水作为搅拌用水和养护用水，符合《混凝土用水标准》(JGJ63-2006)的要求。自密实混凝土采用矿渣粉、粉煤灰、硅灰作为矿物参合料，采用聚羧酸系高效减水剂和硫铝酸钙膨胀剂作为外加剂。预制部分混凝土及后浇自密实混凝土的强度等级均为 C30，采用的配合比如表 2-2 所示。
表 2-1 水泥的主要性能参数
表 2-2 混凝土配合比 （kg/m3）
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第三章 拼接叠合梁受弯性能理论分析....................................21
3.1 引言....................................21
3.2 正截面受弯承载力对比分析............................. 21
第四章 拼接叠合梁数值模拟分析...............................35
4.1 引言.............................35
4.2 有限元软件 ANSYS................................... 35
第五章 结论与展望.............................. 53
5.1 结论...................................53
5.2 展望.................................54
第四章 拼接叠合梁数值模拟分析
4.1 引言
本章以国际上认可的大型通用有限元软件 ANSYS 为数值模拟工具，建立后浇自密实混凝土拼接叠合梁的三分点受力分析模型，以 5 根后浇自密实混凝土拼接叠合梁和 1 根普通混凝土整浇对照梁的试验数据为参考，通过选择恰当的材料单元类型、材料的本构关系及收敛准则，对试件梁的受弯性能进行了非线性分析。主要对试件梁的跨中挠度、下部受拉钢筋应变及梁体受弯的荷载特征值（开裂荷载、屈服荷载、极限荷载）进行计算机数值模拟分析，并将数值模拟结果与试验测得结果对比分析。分析结果表明：ANSYS数值模拟得到的后浇自密实混凝土拼接叠合梁的破坏形态与试验研究结果基本一致；利用有限元软件ANSYS 可以很好地模拟后浇自密实混凝土拼接叠合梁在受荷过程中的荷载效应，如荷载—跨中挠度曲线、荷载—钢筋应变曲线及荷载特征值（开裂荷载、屈服荷载、极限荷载），模拟计算结果与试验结果相比，拟合良好。因此，利用 ANSYS 模拟后浇自密实混凝土拼接叠合梁受弯性能得到的结果对实际工程具有重要的参考价值。
本章利用大型通用有限元软件ANSYS来模拟后浇自密实混凝土拼接叠合梁的受弯力学性能，预制普通混凝土和后浇自密实混凝土选用 SOLID185 单元模拟，支座及三分点加载处的钢垫块选用 SOLID65 单元模拟，受压钢筋、受拉钢筋及箍筋采用 LINK180 单元模拟，主要通过定义不同的接触类型及参数来模拟预制普通混凝土和后浇自密实混凝土叠合面的相互作用，建立不同粗糙度拼接叠合面的简支梁模型，并以简支梁三分点加载方式模拟其受力全过程。重点分析了拼接叠合梁在加载过程中的跨中位移、下部受拉钢筋应变与荷载的关系，同时通过合理地设置拼接叠合面的接触类型及参数，将模拟计算得到拼接叠合梁的开裂荷载、屈服荷载、极限荷载与试验值相比较，验证模型的合理
