单跨两层含减震外挂墙板装配式混凝土框架拟静力试验研究

该文在对一个含减震外挂墙板平面框架(简称减震结构)以及一个作为对比的纯框架(简称抗震结构)进行混合试验的基础上,进一步对其单跨2层试验子结构进行了拟静力试验,研究了两结构在水平地震作用下的受力过程、损伤模式及减震外挂墙板对主体结构抗震性能的影响。研究结果表明:减震结构和抗震结构的破坏机制均为梁端和柱底出现塑性铰的梁铰机制,减震外挂墙板未改变主体结构的破坏模式;减震结构中,在最大层间位移角达到1/55之前,消能器呈预期的履带式滚动变形,此后由于外挂墙板的面内转动变形,消能器水平剪切变形值增加不大,且圆弧段产生明显变形;试验过程中减震外挂墙板未出现裂缝;墙板与框架间上部线连接处裂缝宽度较小,连接钢筋应变也较小,表明连接可靠;两试件均具有较好的变形能力和耗能能力;在相同位移级别下,减震结构的刚度、极限承载力和耗能能力均更好。

新型钢节点装配式混凝土梁力学性能及破坏机制研究

由于传统装配式混凝土梁运输和施工难度大,提出了一种新型钢节点装配式混凝土梁,并试制了1根现浇梁试件与3根装配式梁试件,通过抗弯静载试验,对比研究了新型钢节点对装配式梁试件力学性能及其破坏机制的影响。根据试验情况,采用ABAQUS有限元软件进行了试件破坏模拟,并与试验结果进行了对比分析。结果表明:装配式梁试件可达到现浇梁的承载力水平;新型钢节点的钢端板厚度对装配式梁试件的整体承载力影响较大,当钢端板尺寸在一定范围内时,装配式梁试件的承载能力优于现浇梁;新型钢节点对混凝土的破坏形式影响较大,其梁纯弯段裂缝不同于现浇梁的受弯竖向裂缝,表现为弯剪斜向裂缝;有限元模拟结果与试验结果相吻合,可用于装配式梁试件的后续研究。

基于拉压杆模型的装配式混凝土挡墙结构设计方法

为了研究装配式混凝土箱体挡墙结构在水压力和土压力共同作用下的受力机理,提出了一种基于拉压杆模型的装配式混凝土挡墙结构设计方法.以体积和应变能为优化目标,采用Tosca软件对数值模拟得到的主要受力骨架进行拓扑优化.构建拉压杆模型,结合箱体挡墙结构的破坏机理,分析并推导出侧墙受压、临水面挡墙和集束连接受拉3种主要破坏模式的承载力公式.实际工程对比分析结果表明:进行900次模型优化后,优化形态和应变能基本保持不变;基于拉压杆模型的装配式混凝土箱体挡墙结构的承载能力低于规范值和有限元模拟值,但误差均保持在16%范围内,从而验证了该方法的合理性.

基于不同装配率的装配式混凝土建筑成本分析

随着我国城市化进程的加快和新型城镇化的推进,装配式建筑迎来爆发式的增长机遇。装配式建筑的高成本一直困扰着我国装配式建筑的发展。文章分析了不同装配率对装配式混凝土建筑成本的影响,以及设计、生产、运输、安装等多个成本影响因素,旨在降低装配式混凝土建筑成本,推动我国建筑行业可持续发展。

装配式混凝土墙板新型键槽接缝受剪性能研究

为研究适用于低多层装配式混凝土(PC)墙板的新型键槽接缝界面的受剪性能,设计并制作2组共8个键槽式接缝连接的PC墙板试件,开展单向推剪加载试验和扩展参数数值分析,分别探讨轴压比、结合面砂浆强度及键槽构造形式等因素对键槽界面受剪性能的影响;提出新型键槽接缝界面的受剪承载力计算公式,并构建键槽接缝界面的剪力-滑移模型。研究结果表明:轴压比对接缝破坏形态和受剪承载力均具有显著影响,增大轴压比后,裂缝发展更为充分,局部混凝土出现剥落甚至压溃,接缝的受剪承载力与轴压比近似呈线性关系。提高结合面砂浆强度可较大幅度地提升接缝的受剪承载力,对比普通填充砂浆,采用高强砂浆连接试件的受剪承载力提高了57.2%。合理的键槽界面构造可有效提高接缝的受剪承载力,相较于传统的平直缝界面,深度为50 mm、倾斜倒角为11.3°的键槽界面的受剪承载力提升了16.5%。本文所提公式受剪承载力计算结果与试验结果吻合较好,所提模型能准确预测键槽界面的受剪行为。

装配式混凝土梁螺栓连接节点力学性能研究

为实现结构的装配化及避免湿式连接节点在制作时给施工带来的不便,提出一种采用干式连接的新型装配式混凝土梁螺栓连接节点。采用数值模拟方法,在已有的单调加载试验基础上对该节点建模,基于模型的合理性进一步研究混凝土强度、配筋率、钢材强度、螺栓直径对节点力学性能的影响。结果表明,节点的破坏模式为预制梁受拉钢筋大面积屈服,受压区混凝土压碎,节点核心区域基本完好,符合“强节点,弱构件”的基本原则;配筋率对节点刚度和承载力的影响效果最为显著,其次是螺栓直径;混凝土强度的增大对节点的力学性能也有明显的提升效果,但其强度超过C40时,效果减弱;当改变钢材强度时,各节点的刚度和承载力相差不大。

政府干预视角下装配式混凝土建筑发展演化博弈研究

我国装配式混凝土建筑发展处于初期阶段,开发商等相关方的参与意愿不高。本文基于政府干预视角,引入政策规制因子和技术进步因子,建立政府、构件生产商和开发商的三方演化博弈模型,利用实际项目数据进行数值仿真,探究政府补贴系数、罚款系数、构件生产商收益提高系数和开发商增量成本降低系数等关键参数对博弈主体行为演化的影响,并求得关键参数的理想区间,最后提出合理分配补贴比例、实行奖惩并举和推动技术进步等政策建议。

装配式混凝土PC构件施工技术及力学性能分析

为高效而精确地完成装配式混凝土结构的施工,以中建东湖锦城项目为载体对装配式混凝土PC构件的施工技术进行了分析,尤其是装配式混凝土PC构件起吊安装定位和标高等施工控制,同时进行了力学计算分析。工程实践表明,装配式混凝土PC构件的应用可提高施工效率和节约施工时间。

装配式混凝土建筑施工现场群塔布置的影响因素分析

装配式混凝土建筑的预制构件类型繁多、数量大,现场吊装作业任务量大。装配式混凝土建筑施工现场进行群塔布置时需要考虑塔吊的选型、施工场地和道路情况、塔吊的站位和群塔作业防碰撞要求等因素。在保证群塔施工中相互运行安全的前提下,群塔的合理布置应可最大限度地提高群塔利用效率,满足施工要求。

装配式混凝土梁柱节点连接形式研究进展

装配式混凝土结构的发展是建筑行业转型升级路上的重要一环,而梁柱节点是装配式框架体系的关键部分。预制梁、柱的连接根据是否二次浇筑混凝土可分为湿式连接和干式连接。以连接形式为切入点,对国内外装配式混凝土梁柱节点的研究现状进行归纳,重点介绍节点连接形式研究的最新进展,提出未来研究方向以及可能存在的问题。

基于SNA的装配式混凝土建筑质量影响因素分析

近几年,我国开始大力推行装配式混凝土建筑,但质量问题却难以突破。基于此,通过大量文献研究和专家访谈,识别出影响装配式混凝土建筑质量的因素,运用社会网络分析法,分析各影响因素之间的关联性,找出关键因素,并针对关键影响因素提出了相应的质量保证措施。

湿式连接装配式混凝土梁柱子结构连续倒塌的精细数值分析

为研究湿式连接预制装配式混凝土梁柱子结构的抗连续倒塌性能,采用LS-DYNA有限元软件对前期工作中的三个试件建立了精细化有限元模型。混凝土采用实体单元和CSCM材料模型模拟,钢筋采用梁单元和分段线性塑性材料模型模拟。在梁柱节点区1.5倍梁高范围内考虑钢筋和混凝土的粘结滑移,利用LS-DYNA提供的单元失效功能模拟钢筋断裂和混凝土开裂。机械套筒连接模拟时考虑钢筋尺寸缩减,锚固板模拟按等面积法在梁柱节点建模内并利用关键字*CBIS定义接触防止穿透。数值模拟所得的承载力与试验之间的误差不超过15%,各试件的受力行为和破坏模式与试验一致。

局部高性能装配式混凝土框架梁柱节点抗震性能

采用一种新型的钢筋滞回模型对一种钢绞线锚入式装配混凝土框架梁柱节点进行计算,计算结果与试验结果吻合良好。在此基础上,采用该模型对新型装配式RPC/RC组合框架梁柱节点的滞回曲线、耗能能力、刚度退化、位移延性进行分析,通过分析发现,节点区浇筑RPC并设置摩擦阻尼器的节点PC3极限承载能力较PC2的提升了26.3%,PC1和PC4的极限承载能力相差不大。由于在加载初期,摩擦阻尼器没有完全参与工作,4个节点的耗能能力基本相当,但是随着位移荷载继续施加,摩擦阻尼器完全参与工作后,设置摩擦阻尼器节点PC1和PC3耗能能力明显强于PC2和PC4节点,总体来看,设置摩擦阻尼对节点承载能力和耗能能力是有利的。在上述分析的基础之上,对PC3节点进行参数化分析,通过改变阻尼器摩擦系数和节点区箍筋间距,以得出不同参数变化对节点力学性能的影响。

装配式混凝土框架混合连接中节点抗震性能模拟

基于框架结构“强节点弱构件”的抗震需求和节点易于实现可靠连接,提出一种新型钢筋混凝土框架装配式混合连接节点形式。考虑梁端刚/柔性两种连接方式,采用有限元软件ABAQUS建立2个新型钢筋混凝土框架装配式混合连接中节点模型和1个现浇对比试件模型,并对其进行水平循环往复荷载下的抗震性能模拟。根据模拟数据整理,对试件滞回性能、节点转动刚度、耗能能力和破坏模式进行对比分析。研究结果表明:装配式混合连接节点采取钢管混凝土实现了节点区混凝土斜压带和钢板斜拉带协同抗剪机理,提高了节点核心区抗剪能力,更好地满足“强节点”的抗震需求;装配式连接节点梁端刚/柔性连接方式均不同程度实现了梁端塑性铰区远离节点区;梁端刚性连接装配式连接节点试件的塑性铰区距离节点区最远,其整体性最好,初始抗弯刚度最大;梁端柔性连接装配式连接节点试件的塑性铰区范围较大,损伤耗能发展持续,而梁端刚性连接试件的塑性铰区相对集中,损伤耗能发展快速充分。

干法连接装配式混凝土联肢墙抗震性能试验研究

为提高施工效率,充分发挥装配式结构的拼装优势,提出了一种用于装配式混凝土联肢墙的干式连接方法,在联肢墙的连梁跨中断缝,采用高强度螺栓和预埋连接钢板实现快速干法连接。为研究干法连接装配式联肢墙的抗震性能,对1片整浇联肢墙和1片采用干法连接的装配式联肢墙试件进行了低周往复加载试验。研究结果表明:干法连接节点可以有效传递预制联肢墙之间的相互作用力,实现“强墙肢和弱连梁”的性能目标;干法连接装配式联肢墙的滞回特性与现浇联肢墙相似,二者初始弹性刚度接近,加载后期因节点变形造成墙体刚度和承载力下降,但其变形能力和耗能能力更强。基于试验结果,提出的干法连接装配式混凝土联肢墙的承载力计算方法,反映了干连接节点的传力特点,可用于该连接形式的分析和设计。

装配式混凝土与现浇建筑碳排放对比及减碳潜力分析

装配式建造作为新型智能化建造方式,有利于减少资源和能源的消耗。装配式建筑全生命周期包括建材生产、建材运输、建筑建造、建筑运行、建筑拆除5个阶段,因此应建立全生命周期计算模型来研究碳排放。以福建某项目为例,比较分析装配式建筑和现浇建筑全生命周期的碳排放总量。结果表明:在建材生产阶段,7#楼装配式建筑比5#楼现浇建筑增排457.18 tCO_(2)e;在建材运输阶段,7#楼装配式建筑比5#楼现浇建筑增排51.41 tCO_(2)e;在建造阶段,7#楼装配式建筑比5#楼现浇建筑减排39.07 tCO_(2)e;在建筑运行阶段,7#楼装配式建筑与5#楼现浇建筑相比年碳排放基本相同;在拆除阶段,7#楼装配式建筑比5#楼现浇建筑减碳量多367.85 tCO_(2)e;全生命周期范围内,7#楼装配式建筑比5#楼现浇建筑增排209.35 tCO_(2)e。通过优化措施后,7#楼装配式建筑比5#楼现浇建筑可实现减排354.07 tCO_(2)e。这一研究为装配式建筑碳排放计算与减碳优化提供了数据支持,以促进装配式建筑的发展。

地铁车辆段检修库装配式混凝土空心柱抗震性能研究

针对用于地铁车辆段检修库的新型装配式混凝土空心检修柱,分别制作预制混凝土空心柱、预制混凝土实心柱及现浇混凝土空心柱试件,采用拟静力试验及有限元数值模拟,对其抗震性能进行对比研究。结果表明:试件破坏形态均为剪弯破坏,承载能力及退化性能较为接近,变形能力好,但装配式空心试件耗能能力及延性略差;对于装配式混凝土空心检修柱,可以将其截面简化成工字形,采用规范中的公式来计算承载力;与装配式混凝土实心柱相比,装配式混凝土空心柱可以大幅度节约材料,且基本上实现了“等同现浇”;当轴压比变大时,装配式混凝土空心柱水平承载力先变大后变小,耗能能力变差。

房屋建筑装配式混凝土结构的深化设计及关键施工技术分析

装配式混凝土结构是当前房屋建筑工程应用的主要结构类型之一。为提升装配式混凝土建筑结构的施工效果,以装配式房屋建筑工程为主要研究对象,结合实际的工程案例,分析预制构件的深化设计,并从预制构件的施工准备、预制安装施工等方面分析装配式房屋建筑工程施工技术的应用,重点探讨构件深化设计以及预制构件安装施工技术对于建筑工程质量的影响,旨在提升房屋建筑工程的施工质量效果。

带混合连接的装配式混凝土剪力墙抗震性能研究

基于完成的带水平连接的装配式混凝土剪力墙(precast concrete shear walls with horizontal connection,PCSW-HC)试验研究,提出了一种带混合连接的装配式混凝土剪力墙(precast concrete shear walls with hybrid connection,PCSW-HVC),其中,水平连接采用高强螺栓的“强”连接方式,竖向连接采用钢剪切键(steel shear key,SSK)的“弱”连接方式。首先,结合已完成的试验,建立带水平连接的装配式混凝土剪力墙的数值模型,通过对比试验与数值分析结果,验证了材料本构关系的选取、各部件相互作用关系设置的正确性。进一步,采用同样的建模方法,建立带混合连接的装配式混凝土剪力墙的数值模型。分析了不同竖缝型式和增设钢剪切键对带混合连接的装配式混凝土剪力墙抗震性能的影响,揭示了其损伤失效模式。结果表明:单片剪力墙模块分割成较小尺寸模块拼装后,抗侧刚度有一定程度的减小,但刚度退化更缓慢,剪力墙墙板损伤更小,具有更好的变形能力;在剪力墙模块之间的竖缝中增设钢剪切键后,提高抗侧刚度的同时还可以改善其刚度退化行为,与不带钢剪切键模型相比,单片剪力墙(Single模型)和竖向滑动双片剪力墙(Sliding模型)峰值割线刚度分别提高了14.9%和11.4%;带混合连接的装配式混凝土剪力墙的损伤失效模式为“钢剪切键塑性屈服-墙板模块底部损伤-墙板模块破坏”,实现了钢剪切键塑性屈服耗能与墙板塑性损伤转移的“双功能”控制。

隧道中的全预制装配式混凝土楼梯施工技术研究

针对传统市政领域用混凝土现浇楼梯结构施工时需进行外围脚手架搭设,现场人工、模板、支撑构件等消耗量大,混凝土浇筑和振捣困难,施工周期较长的问题,基于一项设计优化后的全预制混凝土楼梯方案,将楼梯结构中的预制梯段板、梯柱、梯梁和平台板构件全部预制,仅部分节点和拉结梁采用现浇,大大减少了现场脚手架搭设和支模板支设工作。通过研究和编制专项构件预制方案、装配式楼梯施工方案,利用装配式施工优势提升了构件质量,改进了现场施工条件,缩减了施工周期,总体应用效果良好。总结的经验可供类似工程参考。