Para melhorar o desempenho mecânico das placas compostas pré-fabricadas durante a fase de construção e reduzir a dependência de suportes temporários, foi proposta uma nova placa composta de concreto com fibras de aço e treliça (placa XUDB). Por meio do design sinérgico de materiais e estrutura, foram estudadas sistematicamente as propriedades de carregamento e os mecanismos de reforço. Como objeto, foi considerada uma placa composta com vão padrão de 3.600 mm, abrangendo quatro tipos de espécimes comparativos: treliça de aço convencional, treliça nova, concreto comum e concreto com fibras de aço. Com o software de elementos finitos ABAQUS, foi criado um modelo tridimensional detalhado e realizada análise acoplada não linear, onde o concreto utiliza modelo de dano plástico, parâmetros-chave de dano calibrados por método inverso, e o aço utiliza modelo constitutivo bilinear. O modelo considera plenamente as interações entre componentes, foi criado modelo do dispositivo de carregamento para simular precisamente o estado real de carregamento. Os resultados indicam que, comparado à treliça convencional, o novo sistema de treliça otimiza significativamente a distribuição de tensões, reduzindo o pico de tensão da armadura principal no meio do vão em 21%, elevando a taxa de aproveitamento do material para 91,7%. O efeito de ponte das fibras de aço inibe efetivamente o desenvolvimento de fissuras e da zona plástica, reduzindo a deformação plástica máxima da placa XUDB em 37% e o pico do fator de dano em 26,7%. As fibras de aço e a nova treliça exibem um efeito sinérgico notável, formando conjuntamente um mecanismo duplo de reforço “ponte de fibras - distribuição por corda”, transformando o modo de falha do componente de “esmagamento frágil” para “liberação gradual - consumo multincórtico de energia”, reduzindo a área da zona de esmagamento por compressão no meio do vão em 33% e a taxa de degradação da rigidez em 28%. Esse mecanismo sinérgico melhora significativamente a ductilidade, capacidade de carga e capacidade de montagem sem suporte na fase de construção do componente.

nova treliça;concreto com fibras de aço;análise por elementos finitos;mecanismo sinérgico;modo de falha