Study on the Fire Behavior of Sandwich Wall Panels with GFRP Skins and a Wood-Web Core

To investigate the temperature field and residual bearing capacity of the sandwich wall panels with GFRP skins and a wood-web core under a fire,three sandwich walls were tested.One of them was used for static load test and the other two for the one-side fire tests.Besides,temperature probe points were set on the sandwich walls to obtain the temperature distribution.Meanwhile,the model of the sandwich wall was established in the finite element software by the method of core material stiffness equivalent.The temperature distribution and performance reduction of materials were also considered.The residual bearing capacity of specimens after fire exposure were simulated considering the effects of web spacing,wall panel thickness and fire exposure time.Because the sandwich wall panels were stressed by eccentric compression after a fire,the residual compressive strength of the wall panel after the fire can be calculated through the eccentric loading analysis.Compared with the numerical results,it can be concluded that the effectiveness of calculation method of residual bearing capacity after fire exposure was proved.

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。

连接件对夹心墙板热性能和能耗的影响

为解决连接件因热桥现象而产生大量能耗问题,又能为连接件设计提供研究基础,文中采用有限元模拟方法,研究了不同连接件材料、类型对夹心墙板热性能和五个热工区能耗的影响。结果表明热桥影响随连接件断桥尺寸的增加而降低,连接件产生的能耗主要受连接件属性和环境影响。研究结论有助于区分热桥影响和能耗差异,对指导连接件的工程应用具有较大价值。

装配式夹心保温外墙板针状拉结件疲劳性能研究

高层、超高层装配式夹心保温外墙板中的针状不锈钢拉结件,在风荷载和结构自振作用下,可能会存在疲劳影响,会降低拉结件的力学性能指标,但降低幅度不大(10%以内),同时疲劳荷载作用下也可能会减小拉结件材料本身的曲强比;所选针状高强不锈钢拉结件的疲劳极限值大于20.3MPa,根据实验结果分析推测,装配式夹心保温外墙板建筑由于风荷载和结构自振带来的疲劳作用,对拉结件自身的安全影响有限;拉结件自身的老化、腐蚀对拉结件自身抗疲劳性能的影响需要引起重视。

装配式喷射混凝土夹芯墙板抗震性能试验研究

为解决传统砖混房屋抗震和保温性能差的问题,基于装配式技术,提出一种面向低多层住宅的装配式喷射混凝土夹芯墙板结构体系。该墙板的两侧混凝土面层和暗柱共同形成连续箱形结构截面,暗柱与面层采用高流动性细石混凝土便于现场喷射施工。中间夹芯层采用具有保温隔热效果的泡沫混凝土块。通过三个墙体试件的拟静力试验,研究了不同高厚比和不同高宽比的墙板抗震性能。试验结果表明:三个试件均发生剪切破坏,高厚比大的试件初期刚度退化更慢,耗能能力较好;高宽比小的试件滞回曲线更加饱满,初始刚度更大,耗能能力更佳。采用中、美、欧混凝土结构规范中钢筋混凝土剪力墙斜截面抗剪承载力计算方法计算了该墙板的抗剪强度,与试验结果对比后发现,我国混凝土结构设计规范推荐公式的安全性和适用性更好。

预制混凝土钢丝网架夹心墙板抗震性能有限元分析

目的通过预制混凝土钢丝网架夹心墙板拟静力试验,探究不同试验参数对夹心墙板抗震性能的影响。方法采用有限元分析软件ABAQUS对预制混凝土钢丝网架夹心墙板的抗震性能进行数值模拟分析;选用已有的钢筋-混凝土本构关系,以钢丝直径、钢丝强度和混凝土强度作为试验变量,研究其在低周往复荷载作用下的破坏状态、极限承载力、刚度退化以及耗能能力。结果钢丝直径从3.5 mm增加至5 mm时,试件的极限承载力提高了1.77%,试件的等效黏滞阻尼系数均为0.23;钢丝强度从300 MPa增加至500 MPa时,试件的极限承载力提高了7.7%,位移延性系数提高了15.3%;混凝土强度由C30提高到C45时,试件的极限承载力提高了20%,位移延性系数降低了35%,耗能能力提高了43.8%。结论增大钢丝直径,试件的极限承载力和延性系数无明显变化;提高钢丝强度能够提高墙板的极限承载力和延性;增大混凝土强度等级可提高墙板承载力,但会降低试件的延性。

混凝土带肋夹芯墙板抗弯性能试验研究

为研究通过肋柱连接内外叶板的混凝土夹芯保温墙板的抗弯性能,探究肋柱间距对墙板抗弯性能的影响,采用集中力四分点加载方式对3个不同肋柱间距的混凝土带肋夹芯墙板进行静力试验。试验研究表明:肋柱间距超过有效翼缘宽度的1.67倍后,墙板的受弯破坏模式仍为弯曲破坏,内外叶混凝土板间没有发生剪切变形,墙板的组合性能较好;3个试件的极限荷载分别为82.46、74.45、60.95kN,达到自重的6.51~8.80倍,具有较高的安全性能;极限状态下的跨中挠度为48.00、38.95、40.09mm,达到屈服状态的4.19~4.31倍,表现出较好的弯曲变形能力;墙板受弯工作时受剪滞效应影响明显,应力集中于混凝土肋柱区域,肋柱间距增大200mm和600mm,墙板试件抗弯承载能力分别下降了9.71%和26.09%,对墙板的抗弯承载能力影响显著。

复合夹芯墙板电气管线预埋施工工艺研究及经济性对比分析

复合夹芯墙板是目前使用的一种新型装配式内隔墙隔墙材料,其内部芯材为多孔发泡水泥,外覆轻骨料泥浆水泥,在内部芯材表面放置钢丝网片以提高其抗弯作用。通常情况下将电气管线及线盒预埋于水泥基复合夹芯墙板中,通过工厂标准化生产的方式最终形成装配式钢结构体系的非承重墙体材料,形成符合装配式建筑评价要求的墙体管线一体化的部品部件。通过阐述复合夹芯墙板从图纸深化设计、工厂生产、墙板进场验收等方面的施工工艺,将复合夹芯墙板管线预埋成本与传统现场切割线槽埋置管盒成本分别从材料费用、人工费用及机械费用等方面进行分析,最终得出复合夹芯墙板管线预埋成本较低,施工现场湿作业少,具有明显的经济效益及社会效益,推广价值高。

泡沫铝夹芯板厚度对防爆墙侵彻深度影响研究

为了确定泡沫铝夹芯板的厚度与防爆墙侵彻深度的关系,采用理论、实验和数值模拟相结合的方法对破片冲击防爆墙的过程进行了系统研究。首先,采用一级轻气炮和应变测试系统,测得破片冲击防爆墙的侵彻深度并得到破片冲击防爆墙过程中的速度衰减规律,为数值计算中本构模型、材料参数的合理选择提供了依据;其次,通过一维波动理论计算了不同材料的波阻抗,分析并得到了较为合理的材料结构形式,为数值计算的工况设计提供了依据;最后,采用数值模拟方法系统分析了破片侵彻防爆墙的过程,获得了泡沫铝夹芯板厚度对防爆墙侵彻深度的影响规律。研究结果表明:破片侵彻深度随着初始速度的增大呈先增大后减小再增大的趋势,临界速度分别为800 m/s和1500 m/s;破片侵彻深度的临界速度随着泡沫铝夹芯板厚度的增加出现“滞后”效应;单位面积吸收的能量与破片侵彻深度呈负相关,单位面积吸收的能量越多,破片的侵彻深度越小。该成果对合理设计防爆墙结构以及有效提高其对破片的防护能力具有一定的指导作用。

高性能夹芯外挂墙板的有限元模拟研究

【目的】为了研究一种多功能实心区域的预制高性能混凝土夹芯外挂墙板的抗弯性能。【方法】利用有限元模拟软件ABAQUS建立试件的有限元模型,并讨论混凝土强度、内外叶板厚度、钢筋间距、钢筋强度对抗弯性能的影响。【结果】结果表明:该新型墙板具有良好的刚性和延性,模拟过程中最大应力部分出现在荷载加载点的纯弯段区域;在总厚度不变的情况下,混凝土强度、内外叶板厚度能明显提高其承载能力;钢筋间距、钢筋强度对承载力基本没有影响。【结论】综上所述,该类型墙板抗弯性能良好,能满足安全使用要求,在实际工程中可以通过提升混凝土强度、内外叶板厚度来获得更加优异的抗弯性能。

预制混凝土夹心墙板热工性能模拟与计算分析

采用有限元软件ABAQUS对4块采用不同连接件的预制混凝土夹心墙板的热工性能进行模拟,并将模拟值与试验值进行对比分析;同时,对拉接件的热桥效应进行理论计算并分析。结果表明:与无连接件的预制墙板相比,采用纤维连接件的墙板的传热系数提高8%,而采用金属连接件的墙板分别提高20.9%与14.3%;由于软件模拟与真实试验条件存在一定偏差,导致二者的结果存在一定程度的误差;修正的区域法可较准确的计算墙板的热阻,可为计算墙板的热阻值提供依据。

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.

复合墙板结构层组合形式的探讨

通过两种复合墙板拟静力试验 ,探讨了结构层组合形式对构件的破坏形态、变形性能、刚度以及承载力的影响 ,论证了两侧等厚结构层复合墙板抗震性能相对优越并对不等厚结构层复合墙板的极限承载力及应用范围进行了讨论 .

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。

预制混凝土夹心墙板热工性能模拟分析

对预制夹心墙板的热工性能进行数值模拟并分析,研究保温层的导热系数及其厚度、内外叶墙板厚度、连接件导热系数对墙板传热系数与热惰性指标的影响,结果表明,夹心保温层的导热系数与厚度对预制墙板传热系数的影响较大,混凝土层的厚度对墙板热惰性指标的影响较大。模拟结果可为预制夹心墙板的热工设计提供依据。

预制混凝土夹心保温墙板热工性能优化设计建议

预制混凝土夹心保温墙板具有较好的承载、保温与隔声等性能,是目前装配式建筑中主流的外围护构件,但在目前的设计与实际应用中,墙板实际的热工性能未能充分的得到发挥。结合前期学者的理论研究与实际的工程应用,针对如何提升墙板热工性能给出了优化设计的建议,为夹心保温墙板的设计与应用提供参考。

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.

轴向压力对复合墙板抗震性能的影响

根据 4块复合墙板低周反复荷载试验结果的对比分析 ,研究了轴向压力和水平荷载共同作用时复合墙板受力的特点 ,探讨了轴向压力对复合墙板的破坏形态、承载力、刚度以及变形与耗能性能的影响 .

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。