Structural performance of a façade precast concrete sandwich panel enabled by a bar-type basalt fiber-reinforced polymer connector

In this study,a novel diagonally inserted bar-type basalt fiber reinforced polymer(BFRP)connector was proposed,aiming to achieve both construction convenience and partially composite behavior in precast concrete sandwich panels(PCSPs).First,pull-out tests were conducted to evaluate the anchoring performance of the connector in concrete after exposure to different temperatures.Thereafter,direct shear tests were conducted to investigate the shear performance of the connector.After the test on the individual performance of the connector,five façade PCSP specimens with the bar-type BFRP connector were fabricated,and the out-of-plane flexural performance was tested under a uniformly distributed load.The investigating parameters included the panel length,opening condition,and boundary condition.The results obtained in this study primarily indicated that 1)the bar-type BFRP connector can achieve a reliable anchorage system in concrete;2)the bar-type BFRP connector can offer sufficient stiffness and capacity to achieve a partially composite PCSP;3)the boundary condition of the panel considerably influenced the out-of-plane flexural performance and composite action of the investigated façade PCSP.

基于传递率函数的预制混凝土夹心保温墙板连接件损伤识别

为解决预制混凝土夹心保温墙板中连接件检测困难问题,提出了基于传递率函数的连接件损伤识别方法。首先介绍了传递率函数原理,建立了用于检测预制混凝土夹心保温墙板中损伤连接件的传递率函数理论模型,得出可用预制混凝土夹心保温墙板物理参数表示的传递率损伤指标(transmissibility damage indicator,TDI)。分析理论模型的检测机理表明,该方法不仅可以判断连接件损伤程度而且检测结果不受未被检测损伤连接件干扰。分别设置单损伤和多损伤工况,通过缩尺模型试验,验证了所提出检测方法的可行性,试验结果表明,损伤连接件和无损连接件的TDI指标之间存在着明显的不同,差异达到39.2%,所提出方法可以有效确定连接件的损伤状态与程度,且多损伤工况下其他未被检测的损伤连接件对检测结果无影响。进一步通过数值模拟结果测试所提出方法的抗噪性,建议使用该方法时,保证信噪比在40 dB以上,从而保障方法的鲁棒性。

预制混凝土夹心保温墙体GFRP连接件抗剪性能研究

纤维增强材料连接件因导热系数低、耐久性好等特点,在建筑外墙中具有广阔的工程应用前景。然而,纤维增强材料连接件抗剪性能较差,有必要开展采用纤维增强材料连接件的墙板抗剪性能研究。利用Abaqus有限元软件,选择合理的混凝土和连接件本构模型,建立4种不同类型连接件的数值模型。通过与试验结果进行对比,证明所建模型的有效性。随后探讨混凝土等级、连接件数量、连接件布置方式对夹心保温墙板抗剪承载力的影响。研究结果表明,提高混凝土等级能够提高部分夹心保温墙板在破坏阶段的承载力,但提升能力十分有限;连接件水平布置比垂直布置的墙板承载力略高;对于使用棒状及类似形状连接件的夹心保温墙板,增加连接件数量是最直接提高抗剪能力的方式。最后,分析了夹心保温墙板不同的失效模式及其计算方法。

夹心保温外墙断桥幕墙连接件力学性能试验研究

采用夹心保温外墙板作为建筑外围护结构已非常普遍,但与传统幕墙的连接仍是近年来需要解决的难题。研发了一种夹心保温外墙断桥幕墙连接件,用于预制夹心保温外墙板和幕墙的连接。为研究连接件的力学性能,开展连接件的拉拔试验和剪切试验,对比60mm、80mm和100mmm三种保温层厚度和两种保温层材质(XPS和PU)试件的破坏形态、荷载-位移曲线、抗剪承载力等,对其锚固和抗剪性能进行了研究分析。结果表明:拉拔试件破坏模式为混凝土锚固破坏;剪切试件因连接件端部的内叶板混凝土开裂而达到抗剪承载力;随着保温层厚度的增大,剪切试件抗剪承载力逐渐减小,连接件与内叶板的协同作用减弱,内叶板转角减小。

GFRP杆连接预制夹心保温墙板受弯性能试验

目的 为提高预制夹心保温墙板的受弯性能和保温性能,增强内外层混凝土墙板的复合作用,提出一种采用GFRP螺杆连接内外层混凝土的预制夹心保温墙板。方法 设置GFRP板替代部分纵向或横向钢筋以便于GFRP螺杆在内外层混凝土中的锚固,对4个试件进行单调加载试验,分析墙板的破坏模式、荷载-位移曲线、保温材料与混凝土之间的滑移、裂缝宽度和复合作用等。结果 采用GFRP板或钢板局部替代纵向钢筋的试件具有较好的承载能力、变形能力、延性性能和复合作用;所有预制夹心保温墙板均发生弯曲破坏,GFRP螺杆或普通钢螺杆均可以有效在内外层混凝土之间传力,限制混凝土与保温材料之间的滑移;采用GFRP螺杆连接的预制夹心保温墙板QB1的复合程度系数比普通钢螺杆连接墙板QB3的复合程度系数提高了25%。结论 笔者提出的新型GFRP螺杆连接内外层混凝土的预制夹心保温墙板具有良好的承载能力和变形能力,且整体性优异,螺杆能够有效在上下层混凝土墙板间传力,复合程度系数高于50%。

预制外挂墙板裂缝的产生原因及控制措施分析

装配式建筑的广泛应用催生了多种类别的预制构件,预制外挂墙板作为外围护构件,在框架及剪力墙结构中应用较多。外挂墙板一般沿长度方向尺寸较大,平面外刚度弱,很容易产生裂缝,本文以某项目中一块阳台墙挂板为例,验算了几种工况下构件的应力及裂缝值,分析裂缝产生的原因,并提出控制措施及解决办法。在实际应用中,构件裂缝的产生原因主要有受力不均匀、原材料使用不当、生产操作不规范等。此外,还总结了外挂墙板设计、生产及存放过程中的注意事项,以期为后续项目的裂缝控制提供参考。

预制混凝土夹心保温墙体FRP连接件试验方法综述

目前工程中常用的预制混凝土夹心保温墙体连接件主要有不锈钢连接件和纤维增强复合材料(FRP)连接件两类。其中,FRP连接件强度高、导热系数低、耐腐蚀性能和抗火性能较好,应用前景广阔。内力分析表明,FRP连接件在混凝土板中拔出和剪切承载力是影响墙体安全的关键因素。此外,FRP连接件在混凝土碱环境中的耐久性以及配FRP连接件的预制夹心保温墙体的抗火性能也是影响墙体全生命安全的关键因素。系统总结了当前常用的FRP连接件力学性能、耐久性能以及抗火性能试验方法,对其优缺点进行了对比与分析,并提出了相应的选用建议。

预制混凝土夹心保温墙体棒状不锈钢连接件研发与抗拔性能试验研究

研发了一种适用于预制混凝土夹心保温墙体的棒状不锈钢连接件,该连接件由不锈钢棒、倒锥形十字肋和套环组成,具有锚固性能好、便于安装的特点。通过拔出试验,对其拔出破坏形态与抗拔承载力等进行了较为系统的研究。结果表明:棒状不锈钢连接件的拔出破坏形态为连接件端部混凝土劈裂破坏;破坏时连接件自身应变较小,极限应变为屈服应变的40%;连接件的抗拔承载力为14.8k N,具有较大安全余量。

预制夹芯保温墙体连接件的研究现状

随着建筑产业现代化的发展,预制混凝土夹心保温墙体得到了一定的应用,其主要是由内外层混凝土墙板、保温层与连接件组成,连接件性能的优良直接对内外层混凝土墙板的组合效率产生重要影响。主要介绍了预制夹芯保温墙体中连接件的相关性能,总结了国内外有关保温墙中连接件性能的研究现状,并对连接件未来的研究方向进行了展望。

预制混凝土夹心保温外挂墙体桁架式不锈钢连接件抗拔与抗剪性能试验研究

预制混凝土夹心保温外挂墙体具有承重、保温与装饰一体化的优点,可实现保温体系与主体结构同寿命。桁架式不锈钢连接件是预制混凝土夹心保温外挂墙体常用的一种连接件形式。系统开展了适用于50mm厚保温层预制混凝土夹心保温外挂墙体的桁架式不锈钢连接件的抗拔与抗剪性能试验,结果表明:连接件的抗拔破坏形态为腹杆拉断或锚固端焊点脱开,抗拔承载力试验值为21k N;连接件抗剪破坏形态为受压腹杆屈服,受拉腹杆拉断,单个600mm波段连接件的抗剪承载力试验值为18.7k N;连接件抗拔和抗剪承载力均有较大安全储备。

预制夹芯保温墙体FRP连接件抗拔性能试验研究

预制夹芯保温墙体是集承载与保温一体化的新型预制保温墙体。该墙体由内外叶钢筋混凝土板、中间保温层及纤维增强塑料(FRP)连接件组成,其中FRP连接件是连接内外叶钢筋混凝土板的关键部件,其受力性能直接影响墙体的安全性。本文以上海市某安居工程为背景,基于拔出试验对FRP连接件的抗拔承载力、破坏形态、荷载-滑移关系及荷载-应变关系等进行了较为系统的研究。研究表明,试件均发生了混凝土劈裂破坏;试件的抗拔承载力为23.5kN,为抗拔荷载设计值的14.3倍,满足工程设计要求,并具有较大的安全储备。最后,提出了预制保温墙体FRP连接件的抗拔承载力计算方法。

预制夹芯保温墙体FRP连接件的力学性能试验

针对预制夹芯保温墙体中FRP连接件的受力性能直接影响到墙体安全性的问题,以上海市某安居工程为背景,通过FRP连接件的拔出试验和抗剪试验,对FRP连接件的抗拔承载力、抗剪承载力、破坏形态、荷载-滑移关系与荷载-应变关系进行了研究.结果表明:FRP连接件的抗拔承载力为23.5 kN,平面内和平面外两种不同布置方案的抗剪承载力分别为19.6 kN和12.6 kN,满足工程设计要求,并具有较大的安全储备.并对预制夹芯保温墙体的热工性能进行了研究,结果表明:采用FRP连接件的预制夹芯保温墙体的传热系数K=0.407 W·(m2·K)-1,满足国家建筑节能标准要求.

预制夹心保温墙体高性能拉结件的研发

预制夹心保温墙体中通常采用GFRP(玻纤加固复合材料)拉结件,该材料强度高、耐久性好,且具有较低的传热系数,在保证拉结件承载能力的基础上,可有效防止墙体中出现热桥。根据拉结件的实际受力条件,结合GFRP材料性能参数,合理地设计拉结件构造形式及尺寸,并通过试验验证,从而开发承载力较大的GFRP拉结件。

预制夹芯保温墙体保温连接件研究现状

介绍了预制夹芯保温墙体中保温连接件的相关特性,总结了国内外保温连接件力学性能、保温连接件与混凝土锚固性能影响因素研究现状,参考相关规范并确定保温连接件应用技术要求,对保温连接件研究方向进行了展望。

预制夹芯保温墙体FRP连接件抗拉强度加速老化试验研究

基于ACI 440.3R-04规定的试验方法,将60根FRP连接件分别放入40,60℃的模拟混凝土环境中进行加速老化试验,侵蚀时间分别为3.65,18.00,36.50,92.00,183.00d.采用扫描电子显微镜(SEM)对侵蚀前后FRP连接件的微观形貌进行了观测,发现侵蚀后FRP连接件劣化区域内的纤维不断被腐蚀,与周围树脂之间出现了明显的脱黏现象,且随着侵蚀时间的延长和温度的提高这种脱黏现象更加明显.在40,60℃模拟混凝土环境作用下,侵蚀183.00d后,FRP连接件的抗拉强度分别下降了32.91%,38.85%.基于阿列纽斯方程提出了模拟混凝土环境下FRP连接件抗拉强度的退化模型.

装配式建筑预制轻质保温墙体系统设计与性能研究

以轻骨料混凝土技术为基础,开展装配式建筑预制轻质保温墙体系统设计,并对保温墙体系统性能进行了综合测试分析。研究结果表明:与相同强度等级的普通混凝土相比,轻骨料混凝土保温墙体的防水性能不及普通混凝土,其与FRP拉接件的抗拉拔承载力和抗剪承载力分别降低了12%和13%,系统自重减轻了23%;设计了由轻骨料混凝土内叶墙板100 mm、XPS保温板40 mm、轻骨料混凝土外叶墙板55 mm和面砖饰面层组成的预制轻骨料混凝土夹心保温外挂墙板系统,可满足65%的建筑节能设计要求和防水要求。

现代楼盖结构的经济分析和比较

作了8.4m×8.4m柱网的夹层板与现有多层和高层建筑的多种普通混凝土和预应力混凝土楼盖结构的技术经济分析和比较。结果显示,在投资的单方造价上,夹层板较经济,且比普通梁板楼盖结构体系的楼层综合单价至少要节省10%的投资。

低周反复荷载下预制混凝土夹心保温剪力墙的试验研究

试件参数包括竖向钢筋连接排数(单排或双排)、竖向钢筋连接数量(全部或部分连接)以及内叶墙板、保温层和叶墙板厚度(分为200 mm+50 mm+60 mm与100 mm+50 mm+100mm两种).研究结果表明:6片剪力墙均发生受弯破坏;现浇剪力墙与200 mm+50 mm+60 mm预制剪力墙具有相近的耗能能力和位移延性,100 mm+50 mm+100 mm预制剪力墙的耗能能力和位移延性则稍差;采用单排全部钢筋连接方案的预制剪力墙的承载力、位移延性、耗能能力均与采用双排全部钢筋连接方案的剪力墙相近,而采用单排部分钢筋连接方案的预制剪力墙承载力与位移延性稍大,耗能能力则基本相同.

新型预制混凝土无机保温夹心墙体开发及其热工性能研究

介绍了一种新型预制混凝土无机保温夹心墙体。该墙体由内、外叶钢筋混凝土板、中间无机保温层以及纤维增强塑料(FRP)连接件组成,具有节能效果显著、抗火性能和耐久性能好、生产与施工效率高等特点,可实现结构与保温同寿命。开展了该新型预制混凝土无机保温夹心墙体的热工性能试验研究,研究表明,墙体的传热系数为0.738W/(m2.k),满足JGJ 134—2001《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》的要求。

预制夹心保温墙板钩形钢芯复合连接件拉拔试验研究

针对一种新型预制夹心保温墙板钩形钢芯复合连接件开展拉拔试验,对其抗拔承载力、破坏形态、荷载-滑移关系与荷载-应变关系等进行了较为系统的研究。研究表明,试件均发生混凝土锥体破坏;试件破坏时滑移量均较小;钩形钢芯复合连接件的钩头与双层钢筋节点相连会显著提高抗拉承载力;当试件其他条件相同时,连接件抗拔承载力随着混凝土强度等级提高而增大;钩形钢芯复合连接件的抗拔荷载试验值均在设计值5倍以上,均能满足工程设计要求,具有足够的安全储备。