Para mejorar el rendimiento mecánico de las placas compuestas prefabricadas durante la fase de construcción y reducir la dependencia de soportes temporales, se propone una nueva placa compuesta de concreto reforzado con fibras de acero con celosía (placa XUDB). A través del diseño sinérgico del material y la estructura, se estudian sistemáticamente las propiedades de carga y los mecanismos de refuerzo. Como objeto de estudio se tomó una placa compuesta de luz estándar de 3600 mm; el diseño incluye cuatro tipos de especímenes comparativos: celosía de acero tradicional, celosía nueva, concreto ordinario y concreto reforzado con fibras de acero. Con el software de elementos finitos ABAQUS se estableció un modelo tridimensional detallado y se realizó un análisis de acoplamiento no lineal, donde el concreto utiliza un modelo de daño plástico, los parámetros clave de daño se calibraron inversamente y el acero utiliza un modelo constitutivo bilineal. El modelo considerado incluye la interacción entre los componentes, y se modeló un dispositivo de carga para simular con precisión el estado de carga real. Los resultados muestran que en comparación con la celosía tradicional, el nuevo sistema de celosía optimiza significativamente la distribución de tensiones, reduciendo el esfuerzo pico de la barra principal en el centro del vano en un 21%, y mejorando la utilización del material al 91.7%. El efecto puente de las fibras de acero inhibe efectivamente el desarrollo de grietas y la zona plástica, reduciendo la deformación plástica máxima del panel XUDB en un 37% y el valor máximo del factor de daño en un 26.7%. Las fibras de acero y la nueva celosía demostraron un efecto sinérgico notable, formando conjuntamente un mecanismo de refuerzo doble de "puente de fibras - distribución por cuerda", cambiando el modo de fallo del elemento de "fractura frágil" a "liberación gradual - disipación multipunto de energía", reduciendo el área de la zona de aplastamiento en el centro del vano en un 33% y disminuyendo la tasa de degradación de la rigidez en un 28%. Este mecanismo sinérgico mejora significativamente la ductilidad, la capacidad de carga y la capacidad de uso sin andamios durante la fase de construcción del elemento.

celosía nueva;concreto con fibras de acero;análisis por elementos finitos;mecanismo sinérgico;modo de fallo