施工段階におけるプレキャスト複合床版の力学的性能を向上させ、一時的な支保工への依存を減らすため、新型トラス鋼繊維コンクリート複合床版（XUDB床版）を提案した。材料と構造の協調設計により、その受力性能と強化メカニズムを体系的に研究した。対象は3,600mmの標準スパン複合床版であり、従来の鉄筋トラス、新型トラス、普通コンクリートおよび鋼繊維コンクリートの4種類の対照試験体を設計し、有限要素ソフトウェアABAQUSにより詳細な三次元実体モデルを構築し非線形連成解析を実施した。コンクリートは塑性損傷モデルを採用し、重要な損傷パラメータは逆解析法で較正し、鋼材は二折線構成モデルを用いた。実体モデルは各部材の相互作用を十分に考慮し、実際の荷重状況を正確に模擬するために荷重装置モデルを構築した。結果は、従来の鉄筋トラス床版と比較して新型トラス系が応力分布を著しく最適化し、スパン中央の主鉄筋のピーク応力を21％低減し、材料利用率を91.7％に向上させたことを示した。鋼繊維の架橋効果によりひび割れおよび塑性域の発展が効果的に抑制され、XUDB床版の最大塑性ひずみは37％低減し、損傷因子のピーク値は26.7％減少した。鋼繊維と新型トラスは顕著な相乗効果を示し、「繊維架橋−弦材分流」の二重強化メカニズムを共同で形成し、部材の破壊モードを「脆性圧壊」から「勾配緩和−多核エネルギー消費」へ転換し、スパン中央の圧壊領域面積を33％削減し、剛性劣化率を28％低減した。この協同機構は部材の靭性、耐荷力および施工段階での無支保工性能を著しく向上させた。

新型トラス;鋼繊維コンクリート;有限要素解析;協同メカニズム;破壊モード