环扣式新型装配混凝土剪力墙结构体系创新与产业化

本文对装配式剪力墙结构进行了系统研究,研发了一种新型装配混凝土剪力墙结构体系,从构件节点连接、结构性能、部品体系、构件生产与安装等方面开展研究,形成了系列创新成果,为类似装配式结构设计及施工提供参考与借鉴。

北京市住宅产业化集团:“1+3”标准化体系指导装配混凝土剪力墙结构体系迭代升级

目前,我国的装配式混凝土建筑建造量大、应用面广、占比高,但常用的装配式混凝土剪力墙结构体系尚存某些突出问题。比如:北京地区应用量最大的套筒灌浆体系,标准化设计水平参差不齐,灌浆施工难度大和质量检测困难,主体结构施工速度比现浇结构延长较多,建造成本增加较多,干湿施工混杂和安装质量差等问题严重制约装配式建筑快速发展。

钢框架+钢管混凝土束剪力墙结构装配式施工研究

以某市场升级改造工程为实例进行分析,研究钢框架和钢管混凝土束剪力墙结构体系在装配式施工中的应用。该工程采用了多层结构,其中地上主体结构采用了创新的钢框架和钢管混凝土束剪力墙结构,并详细探讨了该结构体系的结构优势以及装配率的计算方法。研究表明,钢管混凝土束组合结构住宅体系具有抗震性能好、施工周期缩短、工业化生产、现场装配化施工、节能环保等优点,对提高建筑工程的质量和效率具有重要意义。

装配式混凝土剪力墙结构施工及抗震性能研究

以山东省济南市某多层民用装配式框架剪力墙结构为研究对象,提出了模块化的剪力墙装配施工技术,采用型钢连接节点、塑性可控钢质节点和墙间耗能连梁提高装配式剪力墙的抗震性能,并基于数值模拟试验的方法,分析了装配式混凝土剪力墙结构在地震作用下的层间位移角以及基底剪力。结果表明,在装配式混凝土剪力墙结构X方向,AOM波和OIT波作用下的层间位移角均随着层高呈现二次函数的变化趋势,在12m位置处层间位移角达到峰值;在装配式混凝土剪力墙结构Y方向,AOM波和OIT波作用下的层间位移角变化规律存在差异,在15m以下,AOM波作用下的层间位移角小于OIT波作用下的层间位移角,在15m以上则反之;AOM波和OIT波作用下的基底剪力先呈现高频振动后变为低频振动;AOM波作用下的基底剪力峰值为6.81×103kN,而OIT波作用下的基底剪力为5.66×103kN。

装配式混凝土剪力墙结构竖向接缝干式连接技术研究进展

干式连接是装配式混凝土剪力墙结构竖向接缝主要连接技术,具有工业化程度高、施工速度快等技术优势。在介绍干式连接技术的基础上,对比分析了焊接连接、预应力连接、螺栓连接的构造特征、受力性能及其技术优势与不足,指出螺栓连接可操性最好,面内螺栓连接技术是螺栓连接技术的重要发展方向。

装配式混凝土剪力墙结构技术创新与应用

装配式混凝土剪力墙结构技术是近年来建筑领域取得重大突破的一项技术,具有较强的技术价值。装配式混凝土剪力墙结构技术因其高强度、高耐久性和可重复使用性而广泛应用于各类建筑的设计和施工。因此,本文将对装配式混凝土剪力墙结构的技术创新及应用方法进行深入分析,希望能够提高技术应用和创新的效果,促进我国建筑业的可持续发展。

装配式混凝土建筑中剪力墙结构施工技术的应用研究

装配式混凝土剪力墙施工过程中,需要注意的细节问题较多,只有细致设计,才能有效避免这些问题。装配式混凝土剪力墙施工技术能够极大地节省成本,提升经济效益。在混凝土剪力墙结构中,当前出现了多种创新技术,每种技术与其适用场合相适应,但要使其真正、高效地利用其功能,还需要进行深入研究。要根据实际情况来选择合适的技术,以保证施工质量。

装配整体式混凝土剪力墙结构施工关键技术

为解决装配整体式混凝土剪力墙结构在吊装和拼接施工时的技术问题,以北京市石景山区衙门口棚户区改造土地开发项目为研究对象,提出了装配整体式混凝土剪力墙的连接施工工艺,并针对施工全过程的关键工艺进行详细分析,创新研发了一种新型装配式混凝土剪力墙钢筋连接件,运用数值模拟手段分析了该钢筋套筒连接件的力学性能。结果表明,装配整体式建筑采用了“等同现浇”的设计施工理念,预制混凝土剪力墙的关键施工技术主要涉及垂直吊装设备的选型、预制构件吊装控制、钢筋套筒灌浆连接技术;提出带向内凸槽的钢筋套筒连接件,在单轴拉伸条件下,新型钢筋套筒连接的最大残余变形为0.00054mm,远小于0.14mm的限值要求;而在高应力反复拉压时的残余变形为0.11191mm,满足0.30mm的限值要求。

装配式混凝土建筑剪力墙结构施工技术探讨

建筑工程结构在建筑工程的不断发展下也形成了多种类型,不同类型的结构在应用上也表现出不同的特性。装配式混凝土建筑结构因其具有较为显著的优势,可以提高资源利用率和建造的速度,使得建筑工程的整体水平得到提升,但是也存在不可忽视的缺陷,那么就需要在进行具体的工程建设中,选择与其匹配的工程技术,结合装配式建筑工程项目案例,对其建设中应用的剪力墙结构施工技术进行分析,对实践具有较为重要的指导性价值。本文在介绍装配式混凝土结构建筑优劣势的基础上,结合实际案例,对装配式混凝土建筑剪力墙结构施工技术进行全面的分析。

可恢复功能装配式高强再生混凝土剪力墙抗震性能试验研究

为推动高强再生混凝土构件应用于可恢复功能建筑结构,提出一种边缘构件配置弱粘结超高强纵筋的装配式高强再生混凝土剪力墙。对4个剪跨比为2.2的装配式高强再生混凝土剪力墙进行低周反复荷载试验,分析了边缘配置弱粘结超高强纵筋、墙体有无钢纤维的装配式高强再生混凝土剪力墙的损伤破坏形态、滞回性能、刚度退化、残余变形、裂缝宽度等抗震与可恢复性能指标。结果表明:在大变形条件下,边缘配置弱粘结超高强纵筋的装配式高强再生混凝土剪力墙水平承载力持续增大,混凝土损伤程度较轻,抗侧刚度退化缓慢,残余变形与裂缝宽度较小。基于试验结果,建议了可恢复功能装配式高强再生混凝土剪力墙在1%位移角下的抗震承载力计算方法,其计算结果与试验结果符合较好。

装配式带夹芯保温槽型玻璃钢-钢板-槽钢-混凝土组合剪力墙轴压性能研究

提出一种装配式带夹芯保温槽型玻璃钢-钢板-槽钢-混凝土组合剪力墙,设计3个具有不同配筋形式和混凝土种类的墙板试件进行轴心受压试验,获得墙板在轴压作用下的破坏模式、荷载-位移曲线、荷载-应变曲线、承载力储备系数、延性系数、材料利用率等性能指标。通过ABAQUS有限元分析软件对墙板进行参数化分析,研究内嵌钢板强度和厚度对其轴压性能的影响。结果表明,墙板具有良好的承载力储备能力和延性性能;混凝土中掺入1%体积比的钢纤维可显著提高墙板内混凝土的抗拉性能,使混凝土强度得到更加充分的利用,布置钢筋可以显著提高墙板延性;墙板的承载力和延性随内嵌钢板厚度和强度的增加而增大,强度为Q355、厚度为4、6mm时,墙板材料利用率更高。提出适用于该类墙板的轴压承载力设计公式,考虑钢板屈曲和截面组合效应的墙板轴心受压承载力设计公式计算结果较精确。

绿色纤维局部增强装配整体式混凝土剪力墙数值模拟分析

为了提高装配整体式混凝土剪力墙的抗震性能,响应“绿色低碳”政策的号召,基于装配整体式混凝土剪力墙模型的数值模拟,对比试验数据,验证了数值模拟的合理性,研究了在低周反复荷载作用下,绿色纤维(从废旧轮胎中提取的回收钢纤维制备而成的绿色纤维)体积率对装配整体式混凝土剪力墙的承载能力、延性性能和耗能性能的影响,计算出各模型的位移延性系数和耗能系数。模拟结果表明,绿色纤维能够明显改善装配整体式混凝土剪力墙的抗震性能,绿色纤维的加入使模型的滞回曲线更加饱满,滞回环的面积更大。随着绿色纤维体积率的增大,模型的承载能力、延性性能和耗能性能也逐渐增大,当绿色纤维体积率达到1.5%时,模型的承载能力、延性性能和耗能性能提升最为明显。

新型横向连接装配整体式榫卯剪力墙结构抗震性能模拟分析

为加强装配整体式剪力墙的竖向接缝性能和墙体的整体性,在传统榫卯接缝的基础上,研究提出一种采用新型横向连接的装配式榫卯剪力墙,设置横向凹槽处的封闭环形钢筋闭合连接,并与纵向孔洞处的竖向钢筋绑扎形成钢筋骨架,以提高剪力墙的整体稳定性。设置1组现浇剪力墙、1组传统装配式榫卯连接装配式剪力墙、1组采用新型横向连接的装配式榫卯剪力墙,使用ABAQUS有限元软件模拟在低周往复荷载作用下不同墙体的受力情况及破坏过程,并且对比分析不同竖向接缝对剪力墙工作性能和抗震能力的影响。研究结果表明,采用新型榫卯横向连接的装配式榫卯剪力墙的刚度和承载能力与现浇剪力墙基本一致,能够满足“等同现浇”的要求。

考虑套筒灌浆随机缺陷的装配式剪力墙结构可靠度评估

在装配整体式剪力墙结构中,由于套筒灌浆连接的质量具有一定的随机性,势必影响结构的竖向连接性能和结构抗震性能。根据不同缺陷程度的套筒灌浆拉拔试验,建立了一套等效套筒灌浆缺陷连接承载力模型,并基于某实际工程结构,建立了装配整体式剪力墙结构有限元模型。通过考虑灌浆缺陷的随机性,赋予连接接头相应缺陷程度的力学连接性能,来反映套筒灌浆中可能存在的缺陷。通过非线性有限元分析并结合概率密度演化方法(probability density evolution method,PDEM)进行了结构随机非线性反应分析和可靠度评估。结果表明:在动力作用下,结构非线性与随机性具有明显的耦合效应;缺陷的随机性会随着时间的推移,逐渐放大对结构响应的影响;在不同的安全域内,结构的整体可靠度将存在较大的差异。

装配式复合模壳剪力墙体系结构性能分析

装配式复合模壳剪力墙体系是近年来快速发展的一项新技术,可在剪力墙、梁、柱等构件中应用。以实际项目为例,采用三种不同的建模方法,研究模壳剪力墙体系与现浇剪力墙在结构刚度、基底剪力、构件内力等方面的差异,并对模壳剪力墙体系进行大震弹塑性损伤分析。研究结果表明,模壳剪力墙体系的结构性能稍优于现浇剪力墙体系,安全冗余度较好。同时,通过对钢筋混凝土材料自重及周期折减系数等参数的调整,提出合理、可行的模壳剪力墙体系设计方法,为类似项目提供参考。

装配式剪力墙结构的低碳设计

确立物化阶段碳排放计算模型,完成基于定额的综合碳排放因子库的建立.以装配式剪力墙结构物化阶段碳排放量最低为目标函数,梁的截面尺寸、墙的厚度、墙的长度、墙混凝土强度为变量,考虑构件强度、建筑条件、位移约束,利用优化软件Lingo建立优化模型并求解构件最优尺寸及混凝土强度.以实际案例验证了该优化方法的可行性,为进一步推动装配式建筑在设计阶段的发展提供了参考.

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。

基于增量动力分析的装配式混凝土剪力墙结构抗震性能研究

地震灾害是现今较为常见的一种自然灾害,会对人类社会造成较大的损失,其中房屋坍塌是导致人类生命与财产出现损失的关键因素,对建筑结构的抗震性能进行研究便成为现今社会减震救灾的重要课题。现今建筑多为钢筋混凝土结构,建筑领域对混凝土框架结构的抗震性能研究十分常见,但关于装配式混凝土剪力墙结构的抗震性研究却较为稀少,为了更好地分析混凝土剪力墙结构的抗震性,促进装配式建筑在我国的发展,本文采用增量动力分析法对不同震级下,剪力墙结构的应力计算、极限荷载以及变形能力等进行分析。

装配式部分包覆钢-混凝土组合剪力墙受弯承载力计算

为研究装配式部分包覆钢-混凝土组合短肢剪力墙的受弯承载力和抗震性能,设计制作了5片短肢剪力墙。通过拟静力试验,分析轴压比、翼缘板厚度、混凝土强度和型钢强度对试件破坏形态、滞回性能、受弯承载力、变形能力、刚度退化和耗能能力的影响。试验结果表明:短肢剪力墙表现为典型的压弯破坏;轴压比由0.4增大至0.6,试件的承载力及延性均降低;翼缘板厚度的变化对试件的承载力和延性影响较小;随着混凝土和型钢强度的增大,试件的承载力随之增大;罕见地震作用下,试件表现出良好的抗震性能,提出部分包覆钢-混凝土组合剪力墙受弯承载力计算公式,计算结果与试验值吻合度较高。

高层装配整体式剪力墙结构动力弹塑性时程分析

为了研究某高层建筑的抗震性能,对高层装配整体式剪力墙结构动力弹塑性时程进行分析。利用ABAQUS有限元软件,构建高层装配整体式剪力墙结构动力弹塑性材料本构关系有限元模型,模拟地震作用下高层装配整体式剪力墙结构动力时程变化情况。分析结果表明:整体剪力墙结构前6阶振型每两阶平动振型出现一个扭转,且计算结果符合规定,测试剪力墙时程位移变化结构也符合相关规定。随着地震波加载时间的增长,高层装配整体式剪力墙结构受拉损伤逐渐严重。加载至40s时,该结构的混凝土材料已经不能发挥作用,只能依靠钢筋支撑,但未出现明显坍塌,剪力墙结构受压损伤主要出现在剪力墙结构的连接位置,未出现明显受压损伤。说明该高层装配整体式剪力墙结构抗震性能良好。