装配式轻钢框架-轻钢骨架轻混凝土墙板结构抗震性能

为研究装配式轻钢框架-轻钢骨架轻混凝土墙板结构抗震性能,对1个足尺轻钢框架结构试件和3个足尺轻钢框架-轻钢骨架轻混凝土墙板结构试件进行了低周反复荷载下的抗震性能试验及理论分析,试件变量包括:2种装配构造,即内嵌式装配墙板、外贴式装配墙板;2种轻钢骨架轻混凝土墙板,即框架式轻钢骨架轻混凝土墙板、桁架式轻钢骨架轻混凝土墙板。研究了各试件的破坏特征和损伤演化过程,分析了结构滞回特性、承载力、变形能力、刚度退化、耗能性能和应变。结果表明:装配式轻钢框架-轻钢骨架轻混凝土墙板结构共同工作性能良好,其水平承载力相比轻钢框架提高了204.7%~210.4%,抗侧刚度提高了257.3%~512.5%,结构变形及耗能能力有显著提高;内嵌墙板的自攻钉连接构造以及外贴墙板的螺栓连接构造传力性能可靠,结构具备2道抗震防线的受力特征;基于简化塑性分析模型以及拉压杆软化桁架模型,对试件承载力进行了计算,计算结果与试验符合较好。

自攻钉集块连接混凝土复合剪力墙抗震性能试验

提出了适用于装配式混凝土复合剪力墙结构的自攻钉集块连接构造,为研究自攻钉集块连接混凝土复合剪力墙的抗震性能,设计制作了3个剪跨比为1.39的足尺剪力墙试件,进行了低周反复荷载试验,主要变量包括自攻钉集块连接构造、自攻钉集块与后浇条带组合连接构造以及L形边框构造柱。分析了试件破坏模式、承载力、滞回特性、刚度及退化、变形能力、耗能性能和应变特征等。结果表明:自攻钉集块连接构造装配便捷,受力性能可靠;采用自攻钉集块与后浇条带组合连接构造试件的承载力及刚度相比自攻钉集块连接构造分别提高了8.54%和6.03%;设置L形边框构造柱的试件承载力、刚度及耗能分别提高了67.48%、129.33%和277.93%。自攻钉集块连接复合剪力墙具有良好的抗震性能,满足装配式低层住宅混凝土复合剪力墙结构的抗震设计要求,可用于实际工程。

自攻钉集块连接T形边框混凝土肋格复合墙板抗震性能试验

研发了混凝土框架(桁架)肋格填充发泡混凝土墙板,提出了T形边框与混凝土肋格复合墙板边肋的自攻钉集块连接构造。设计并制作了2个足尺自攻钉集块连接T形边框混凝土肋格复合墙板试件,包括1个十字形框架肋格墙板试件和1个人字形支撑桁架肋格墙板试件。进行了低周反复荷载试验,研究了各试件的破坏状态和滞回特性,分析了不同肋格构造对承载力、刚度、变形能力及耗能性能的影响。结果表明:十字形框架肋格墙板试件主要发生了发泡混凝土填充墙板及硬化砂浆面层的剪切开裂,人字形支撑桁架肋格墙板的破坏特征为混凝土桁架支撑的损伤失效;人字形支撑桁架肋格墙板试件的承载力和初始刚度相比十字形框架肋格墙板试件分别提高了74.3%和69.0%;十字形框架肋格墙板试件则具有较高的变形能力和耗能性能;自攻钉集块连接构造连接性能可靠,保证了T形边框与混凝土肋格复合墙板的协同变形。可为工程设计与施工提供参考。

工业与建筑固废高效利用混凝土及其工程结构防灾研究

我国工业固废与建筑拆除固废存量巨大,且固废产生量逐年增加,固废堆存造成的滑坡灾害、环境污染灾害和占用大范围场地给可持续发展带来了挑战。此外,历次大地震造成房屋倒塌也产生大量的建筑固废,如何将这些建筑固废在灾后重建中高效利用,引发国内外学者的广泛关注。目前利用这些固废制备混凝土是具有重要价值和前景的方案,采用工业固废、建筑固废、工业和建筑固废制备的混凝土被统称为固废混凝土,其中利用后两者制备的混凝土也被称为再生混凝土。固废高效利用混凝土有3层含义,即固废胶凝材料和固废骨料性能提升、高固废掺量混凝土、固废混凝土在工程结构中根据受力需求合理利用。综述了不同建筑固废和工业固废的物化特性,概述了不同固废材料对混凝土力学性能和耐久性能的影响,在归纳固废混凝土构件及结构抗震性能、抗火性能研究结果的基础上,对固废混凝土结构防灾技术研究的发展进行了展望。

洞口对轻钢骨架轻混凝土组合墙平面外抗弯性能的影响

对2个足尺轻钢骨架轻混凝土组合墙板试件进行平面外抗弯性能试验研究,分析设置窗洞口对轻钢骨架轻混凝土组合墙平面外破坏特征、荷载⁃挠度曲线、刚度及其退化的影响。试验表明,轻钢骨架轻混凝土组合墙平面外受弯状态下,墙板受拉侧裂缝沿龙骨发展;开设窗洞口后,窗洞口角部出现应力集中现象,裂缝从窗角向四周延伸。轻钢骨架轻混凝土组合墙设置窗洞口后,极限承载力降低26.22%,平面外抗弯刚度降低48.01%。基于试验建立轻钢骨架轻混凝土组合墙精细化有限元模型,并进行平面外受力性能数值模拟和参数分析,分析轻钢龙骨厚度和墙板厚度等变量对墙板平面外抗弯性能的影响。

安全感视域下高校公共空间设计要素优化研究

目的:本研究基于环境心理学的核心内容,根据环境、情绪、行为之间的关系优化设计要素,以增强高校公共空间安全感,并减少人的负性情绪。方法:采用问卷调查法(开放式问卷),以人的情绪为媒介,对优化设计要素以增强高校公共空间安全感进行研究。利用开放式问卷,收集导致负性情绪产生的高校公共空间设计问题以及具体的负性情绪词,提出安全感视域下高校公共空间设计要素。结果:通过问卷调查收集高校公共空间设计存在的问题,归纳和分析学生因为空间设计问题所产生的负性情绪,根据扎根理论,利用人的5种身体感知能力对这些问题进行细致的分类,形成了基于安全感的高校公共空间设计要素优化方案。结论:方案不仅涵盖空间规划、色彩、照明、治安监管等视觉要素,还包括拥挤等触觉要素和噪声等听觉要素,以及卫生这一嗅觉(味觉)要素。高校公共空间设计应综合考虑视觉、触觉、听觉、嗅觉等多个方面,确保空间安全、舒适和宜人。本研究旨在揭示设计要素与安全感之间的关系,并为高校公共空间设计提供理论支持和实践指导,增强校园安全感,减少学生的负性情绪及攻击性行为。

基于环境行为学的社区中心空间更新设计策略研究

本研究基于环境行为学,探讨了社区中心空间更新的设计策略,旨在通过优化空间布局和功能配置,满足居民的行为需求,提高社区中心的使用效率和居民的生活质量。通过调查问卷的研究方法证明,合理的空间布局、细节优化和社区参与,可以显著提升社区中心的使用效率和居民满意度,为未来的社区中心设计提供理论支持和实践指导。

装配式轻钢框架–钢丝网架珍珠岩复合墙板结构振动台试验

为发展高效抗震、绿色节能、施工便捷的装配式村镇住宅建筑,提出了一种适于村镇低层住宅的低能耗装配式轻钢框架–钢丝网架珍珠岩复合墙板结构,轻钢框架由方钢管混凝土柱、H型钢梁、双L形带斜向加劲肋梁柱节点及预制混凝土楼板构成,钢丝网架珍珠岩复合墙板由钢丝网砂浆内外叶复合珍珠岩板夹心聚苯板构成,钢丝网架珍珠岩复合墙板单元包裹咬合轻钢框架,墙板单元间采用企口连接。进行了两层轻钢框架–钢丝网架珍珠岩复合墙板足尺结构的振动台试验,激振包括白噪声在内的57个工况,各工况的地震动峰值加速度PGA在0.07g~1.50g,分析结构的破坏过程、刚度退化、位移、应变等动力响应。结果表明:轻钢框架与钢丝网架珍珠岩复合墙板共同工作性能良好,钢丝网架珍珠岩复合墙板对结构刚度有显著的贡献;随地震峰值加速度的增大,结构自振频率降低,阻尼比增大;在8度设防地震作用下结构最大层间位移角为1/361,基本处于弹性状态;8度罕遇地震作用下,结构没有明显的破坏;在极罕遇地震作用下,外墙板损伤明显,轻钢框架损伤较轻;钢丝网架珍珠岩复合墙板与轻钢框架包裹咬合式柔性连接,具有滑移摩擦消能减震的作用。该结构体系在村镇低层住宅建筑中有广阔的应用前景。

型钢再生混凝土框架-再生混凝土砌块填充墙结构抗震性能分析

为研究型钢再生混凝土框架-再生混凝土砌块填充墙框架的抗震性能,通过有限元软件ABAQUS建立了型钢再生混凝土框架-再生混凝土砌块填充墙结构的有限元模型,并进行了分析,通过与已有试验结果进行对比,验证有限元建模方法和本构关系的正确性,在此基础上对框架进行了破坏模式分析,并进一步分析了填充墙对框架抗震性能的影响。研究表明,填充墙的应力分布主要是沿斜对角的受拉应力,在填充墙的角部区域应力较大,中部区域砌块发生滑移错动。在试件的加载过程中,加载初期,填充墙对框架的承载力影响较大,在加载后期,由于填充墙发生破坏,填充墙对框架承载力的贡献减弱,但填充墙的存在一定程度上约束了框架的整体变形,延缓了框架柱柱脚的塑性变形。

不同腔体构造方钢管高强再生混凝土轴压性能

为研究底层钢管混凝土柱柱底区段受基础强约束的影响,进行了4个方钢管高强普通混凝土和4个方钢管高强再生混凝土墩状试件的轴压试验。钢管腔体构造分为空腔体、内置钢筋笼和栓钉、内置竖向肋板、内置分腔钢板;混凝土分为C60普通混凝土、RC60再生粗骨料混凝土。研究了各试件的破坏过程、荷载-位移曲线、承载力、延性、耗能能力和应变。试验表明:腔体内置钢筋笼、焊接栓钉、内置竖向肋板、内置分腔钢板对提高试件承载力和延性均有显著作用;相同腔体构造的方钢管高强普通混凝土试件和方钢管高强再生混凝土试件轴压性能接近。考虑基础对钢管混凝土柱柱底区段强约束的钢管混凝土墩状试件受压承载力大于相同构造的钢管混凝土柱受压承载力,提出了承载力影响系数,墩状试件承载力为柱状试件承载力乘以承载力影响系数。对试件轴压性能进行了有限元模拟,有限元模拟结果与试验符合较好。

面层强化型发泡陶瓷板平面外受力性能试验研究

研发了一种面层强化型发泡陶瓷板,它由发泡陶瓷板复合高性能砂浆面层而成。进行了9个不同设计参数的发泡陶瓷板及面层强化型发泡陶瓷板平面外受力性能试验,设计参数包括:发泡陶瓷板是否嵌入钢筋网;钢筋网分布间距以及嵌入深度;发泡陶瓷板是否复合高性能砂浆面层;复合高性能砂浆面层是单面复合还是双面复合。试件宽1200 mm、厚80 mm,施加垂直于板面的集中荷载,力作用方向通过试件形心。对比分析了各试件的破坏特征、承载力、刚度、应变。结果表明:内嵌钢筋网可克服发泡陶瓷板脆性破坏,发泡陶瓷板开槽并嵌入钢筋网后采用灌浆料粘结可保证钢筋网与发泡陶瓷板共同工作;与普通发泡陶瓷板相比,面层强化型发泡陶瓷板的承载力、刚度和变形能力显著提升。提出了面层强化型发泡陶瓷板平面外承载力简化计算公式,并进行了有限元模拟,计算及模拟结果与实测符合较好。

五边形截面型钢混凝土巨型柱轴压性能研究

超高层建筑巨型柱框架结构体系是一种高性能的抗震结构体系。以某超高层型钢混凝土巨型柱结构为工程依托,进行了2个五边形截面型钢高强混凝土巨型柱模型试件重复加载下轴压受力性能试验,2个试件差异为混凝土强度。试验表明:不同强度混凝土试件损伤发展过程相似,斜边和最短边损伤更早且相对严重;试件均表现出稳定的加载、卸载、再加载刚度,承载能力具有相对稳定的退化过程;较高混凝土强度试件承载力和耗能能力较大,但延性有所降低。分析了箍筋以及型钢对混凝土的约束机制,建立了考虑不同区域约束效应差异以及箍筋和型钢约束效应相互耦合的分区域约束混凝土抗压强度计算方法,提出了承载力计算公式,计算结果与试验符合较好。用ABAQUS软件建立了有限元数值计算模型,对混凝土强度、型钢强度、纵筋配筋率以及配箍率进行了参数分析。计算表明:提高混凝土强度能够有效提高试件的承载力,但峰值后变形能力有所下降;提高型钢强度能够有效提高试件承载力;增大纵筋配筋率能够提高试件的承载力和刚度;提高体积配箍率可以有效提高试件的承载力和延性。

型钢再生混凝土梁受弯性能足尺试验

钢-再生混凝土组合梁的受力性能足尺试验研究工作目前尚少。为此,进行了6个型钢再生混凝土梁足尺试件受弯性能试验,各试件尺寸、配筋、内置型钢一致,梁长3300mm、净跨3000mm,梁截面高300mm、宽200mm,梁截面内置H型钢的型号为HN200×100×5.5×8。各试件均采用再生粗骨料混凝土,再生粗骨料取代率分为0%、50%、100%,混凝土设计强度等级分为C30、C60。采用三分点加载的方式,试验分析了各试件的承载力、变形及耗能能力,以及设计参数对试件抗弯性能的影响。结果表明:在加载过程中梁内型钢与再生混凝土共同工作性能良好;合理采用再生粗骨料取代率情况下,型钢再生混凝土梁受弯性能和破坏形态与型钢普通混凝土梁接近;提高再生混凝土强度可以显著提高型钢再生混凝土梁的承载力、变形能力和耗能能力。

装配式轻钢-尾砂微晶发泡板组合墙抗震性能试验研究

研发了一种轻钢-尾砂微晶发泡板组合墙,为研究该组合墙抗震性能,进行了4个足尺试件的低周反复荷载试验。分析了不同参数试件的破坏特征、承载力、滞回性能、刚度退化和耗能能力。进行了有限元数值模拟,计算结果与试验结果吻合较好。研究表明:轻钢-尾砂微晶发泡板组合墙的轻钢龙骨、钢筋和尾砂微晶发泡板受力时协同工作。尾砂微晶发泡板强度的提升,增强了对轻钢龙骨的约束作用,提高了试件的抗震性能。在龙骨间填充粉煤灰砌块后,增强了对龙骨的约束作用,改变了组合墙破坏形态,并显著提高了组合墙的抗震性能。当尾砂微晶发泡板采用拼板时,由于拼板墙体整体性较差,对轻钢龙骨约束能力减弱,其承载力、刚度以及耗能能力均较大程度被减弱,在考虑抗震设计时不宜采用拼板的构造形式。

公众安全感视域下城市公共空间可持续设计表达方式研究——以大学校园为例

目的:公共空间设计发展关系到公众生活品质,而公众安全感是公众生活的重要品质之一。因此,公共空间设计要将保障公众安全作为基础,形成可持续的公共空间设计表达方式。文章着重探讨大学校园的公共空间与公众安全感的关联,以引起规划者的注意。公共空间中负空间对公众安全感的影响较大,因此需要进一步证明大学校园负空间是否为公众安全感的第一影响因素。方法:文章采用文献分析的研究方法,在中文、韩文、英文权威学术网站进行相关研究检索,依据筛选出的文献内容和研究目的进行分类和统计。按照时间和数量进行排列,对比各个国家大学校园安全研究的重点。结果:对符合要求的31篇文献进行分析发现,近几年各个国家校园案件频繁发生,社会和学术界对通过大学校园负空间设计提升公众安全感的相关内容越来越重视。讨论大学校园负空间时,大部分文献同时包含内部与外部负空间的CPTED(环境设计预防犯罪)设计方法。内部负空间主要有教学楼和图书馆中的走廊、电梯间、楼梯间、卫生间,外部负空间主要有广场、体育场、室外休闲区域、地上停车场、通行道路、出入空间。结论:文章通过分析证明了校园负空间是影响公众安全感的第一因素,大学校园负空间与公众安全感之间的影响关系值得探讨。同时,文章结合CPTED探讨如何改善不被重视的公共负空间,以提高校园空间利用率和保障校园空间安全,为学生带来舒适的校园生活。

HRB600级钢筋高强混凝土柱抗震性能试验研究

为研究HRB600级钢筋高强混凝土柱的抗震性能,进行9根截面尺寸为600mm×600mm的高强混凝土柱在工程实际轴压比条件下的低周反复荷载试验,主要设计变化参数为钢筋等级、箍筋间距、混凝土强度和轴压比。对比分析各试件的破坏形态、滞回性能、承载力、延性、刚度退化和耗能能力,基于试验建立HRB600级钢筋高强混凝土柱的恢复力模型。结果表明:各试件的破坏形态相似,均为延性弯曲破坏,柱底出现塑性铰,纵筋屈曲,混凝土保护层脱落;HRB600级钢筋高强混凝土柱不仅具有较好的滞回性能以及变形与耗能能力,且震后可恢复性能相对较好;高强混凝土柱设计中,HRB600级钢筋与C80混凝土匹配应用效果较优;合理配置箍筋,可使HRB600级钢筋高强混凝土柱在高轴压比条件下的延性系数大于4.0;文章基于足尺构件试验建立的恢复力模型,以期可为相关工程结构抗震弹塑性分析提供参考。

装配式轻钢组合结构研究现状与发展

我国正在大力推进新型建筑工业化,其主要实现途径是创新发展装配式建筑。装配式轻钢组合结构具有受力高效、抗震节能、绿色环保等优点,主要用于低层和多层建筑,它适应了新型建筑工业化的发展。综述了包括装配式冷弯薄壁型钢结构、装配式轻钢轻混凝土结构、分层装配式轻钢框架-柔性支撑结构以及装配式轻钢组合框架-轻钢组合剪力墙结构在内的典型装配式轻钢组合结构的发展过程、体系构成以及结构抗震性能研究现状等。分析了上述结构的技术特点、标准体系、工业化建造及工程应用情况,提出了装配式轻钢组合结构研究的若干问题,对装配式轻钢组合结构的未来发展方向进行了研究展望。

适于低层农房的装配式轻钢边框-薄墙板组合结构抗震性能试验研究

为了满足绿色农房产业化的需求,研发了一种装配式轻钢边框-单排配筋薄墙板组合结构受力体系.进行了轻钢框架及组合结构单元低周反复荷载试验,分析了再生混凝土的填充作用对轻钢框架的影响以及墙板钢筋暗支撑、墙板厚度与轻钢边框截面对组合结构力学性能的影响.结果表明:与空钢管框架相比,钢管内填充再生混凝土具有良好的力学性能;薄墙板与轻钢框架组合结构在受力过程中呈现出明显的2道抗震防线.建议采用Park-Ang损伤指数来确定该类装配式组合结构在不同受力阶段的损伤指数,为结构抗震设计提供参考.

钢-混凝土组合巨型框架柱抗震研究进展

为促进钢-混凝土组合柱在超高层巨型框架结构中应用,在简要介绍采用钢-混凝土组合巨型柱的巨型框架结构基础上,从型钢混凝土巨型柱和钢管混凝土巨型柱两个方面综述了钢-混凝土组合巨型柱抗震关键技术研究及应用,指出了该类钢-混凝土组合巨型柱若干有待深化研究的技术问题.分析表明:巨型框架结构是一种受力性能优越的高效抗震体系,中国已建成和在建的标志性超高层建筑大多采用了钢-混凝土组合巨型柱框架结构,相关研究主要集中在弹塑性有限元分析和模拟地震振动台方面;复杂截面钢-混凝土组合巨型柱,经合理设计后具有较好的抗震性能,具有普适性的受力性能理论计算方法及合理抗震构造是亟待深化研究的关键技术问题.

异形多腔钢管混凝土柱往复轴压性能试验

为研究内置钢筋笼及内置圆钢管对异形多腔钢管混凝土柱在往复轴压作用下受力性能的影响,进行了3个以Z15大厦为原型的大尺寸异形多腔钢管混凝土柱试件的往复轴压试验,分析了各试件的损伤演化、加卸载全曲线、骨架曲线、承载能力、变形能力、刚度及刚度退化、累积耗能及应变,并采用多国规范对3个试件进行了轴压承载力计算.结果表明:内置钢筋笼能够有效提高试件初始刚度及承载能力;内置圆钢管能够进一步提高试件初始刚度和承载力,且能够显著提高试件的延性、累积耗能能力及后期工作性能;采用各国规范计算得到的承载力结果,因均未考虑横隔板的作用及内外钢板不同的屈服机理,均显著小于试验值。因此需要进一步研究适用于多腔钢管混凝土柱的承载力计算方法,同时,建议实际工程中内置圆钢管来提高异形多腔钢管混凝土柱性能.