轻钢-轻质混凝土结构在看台台阶中的应用

轻钢主要指轻型冷弯薄壁型钢、轻型焊接和高频焊接型钢、薄壁钢板、薄壁钢管、轻型热轧型钢及以上各型材的组合,其具有强度高和自重轻的特点,能充分发挥其材料特性并带来施工便利的建筑材料。轻钢-轻质混凝土结构具有结构自重轻、抗震性能好、施工速度快、劳动强度低等优点,目前行业内常见的轻钢墙体有空心墙体和实心墙体两种,空心墙体常采用OSB板(欧松板)或水泥板加保温隔音棉,实心墙体多采用现浇轻质混凝土。实心墙体为代表的轻钢-轻质混凝土结构,为了便于后期自密实轻质混凝土灌浆施工,在轻钢结构龙骨架安装完成后,需要在墙体两面挂上免拆模板钢丝网,将事先按设计密度搅拌好的轻质混凝土进行墙体浇筑。银川市三沙源防沙治沙学院体育看台工程中,台阶就采用轻钢-轻质混凝土结构,与传统的混凝土结构相比,降低了看台板的厚度和配筋率,由于自重减小而基础尺寸也相应减小,项目实施后效果良好。

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。

建筑混凝土轻钢结构损伤可靠检测仿真研究

建筑混凝土轻钢结构强度高、整体刚性好、变形能力强,但由于其构件断面偏小,发生开裂损伤后极限承载能力下降,严重影响建筑整体质量,所以应研究建筑混凝土轻钢结构损伤检测方法。先构建轻钢结构实体并自动生成三维轻钢结构有限元模型,利用模态分析模块求解轻钢结构模态参数。采用希尔伯特振动分解算法,获取轻钢结构损伤检测的最大幅值分量信号,并将其输入至全连接神经网络,检测损伤情况,并输出损伤结果。测试结果显示:获取的一阶和二阶频率结果与实际结果之间最大差值分别为0.75Hz和1.2Hz,说明上述方法可准确得出轻钢结构的相关模态参数,能够完成建筑混凝土轻钢结构损伤的可靠检测。

轻质混凝土装配式建筑结构梁力学性能试验分析

近年来装配式混凝土结构在建筑结构中广泛使用。然而,这种结构仍然存在一些缺陷,如部件重量过重、对施工设备要求高、节点对准困难、安装精度差等。为了解决上述问题,采用轻质混凝土制成预制构件,有利于减轻建筑结构本身的荷载,提高建筑结构的安全性和经济性。因此文章使用轻质陶粒或泡沫代替普通粗骨料,并通过三点弯曲试验,进一步探讨轻质混凝土梁和普通混凝土梁在正常使用条件下的力学性能。结果表明,泡沫混凝土梁的力学性能与普通混凝土梁相似,但泡沫混凝土梁的密度降低了23.4%。此外,泡沫混凝土的延性和韧性分别提高了13%和3%。但与普通混凝土梁相比,陶粒混凝土梁的力学性能存在一定差异,具有较大的分散性和明显的脆性破坏特征。文章的研究成果可为同类工程设计提供参考。

预制轻钢轻混凝土剪力墙-楼板连接部抗剪性能试验研究

提出一种装配式轻钢轻混凝土剪力墙与混凝土楼板的装配连接方式,为研究该连接节点的抗剪性能,开展了4个墙体-楼板连接试件的低周往复加载试验,分析了连接节点的滞回性能、刚度退化、延性、耗能能力及承载力性能。结果表明:不同连接构造形式对墙体-楼板连接节点的承载力影响显著,抗剪螺栓能有效提高节点的刚度与水平抗剪承载力;承载力分析结果显示,设有抗剪螺栓的连接节点承载力比预制墙体抗剪承载力高了34.3%,满足节点承载力要求,最后给出了装配式轻钢轻混凝土墙-楼板连接节点设计建议。

钢框架-灌浆轻钢剪力墙结构抗震性能试验研究

对钢框架-灌浆轻钢剪力墙结构足尺试件进行了水平低周往复加载试验,研究了灌浆轻钢剪力墙与钢框架的耦合效应,分析了结构的破坏模式、受力特征和耗能机理,得到了结构的承载能力、抗侧刚度、延性及耗能能力等。通过与纯钢框架及冷弯薄壁型钢灌浆墙体结构的试验结果对比,发现灌浆轻钢剪力墙通过自攻螺钉采用内嵌的方式与钢框架连接,二者具有良好的协同工作性能,框剪结构的抗剪承载力和抗侧刚度分别是钢框与墙体对应值之和的1.50倍和1.64倍,结构延性系数达5.42,抗震性能优良,研究结果可为该类结构的设计研究提供科学基础。

装配式轻钢框架-复合轻墙结构抗震性能试验研究

文中主要针对低周反复荷载作用下装配式轻钢框架-复合轻墙结构的力学特性进行了分析,并与常规轻型钢框架进力学特性进行了对比,深入探析粉煤灰层厚度对装配式轻钢框架-复合轻墙结构的抗震性能的影响。结果表明,与轻型钢框架相比,装配式轻钢框架-复合轻墙结构的破坏荷载提升85.5%,破坏刚度提升18.5%,累计耗散能提升83.2%;填充粉煤灰后,装配式轻钢框架-复合轻墙结构的破坏荷载18.5%,破坏刚度变化不大,累计耗散能提升28.6%。总体上,填充粉煤灰可增强装配式轻钢框架-复合轻墙结构的抗震性能。

矿物基轻质泡沫混凝土的孔结构调控研究进展

泡沫混凝土是一种轻质、保温、隔音、耐火的环保材料。为了优化其性能和应用,以满足不同工程需求,研究人员对泡沫混凝土的孔结构进行了深入研究。通过调整配方和工艺参数有效控制泡沫混凝土的孔结构,从而改善其力学性能、热保温性能和声学性能。文章首先分析了泡沫混凝土中孔的分类,重点强调了孔结构对泡沫混凝土性能的影响,其次对影响矿物基轻质泡沫混凝土孔结构的因素进行了讨论,最后对矿物基轻质泡沫混凝土的孔结构调控研究进展进行了总结与归纳,为其性能优化提供了一定的依据与参考。

轻质高强混凝土制备与性能分析

基于轻质高强混凝土竞赛,文中对我国企业和高校制备轻质高强混凝土的能力进行了调研和分析,对46家企业、19家高校制备的轻质高强混凝土配合比、抗压强度、劈裂强度、粗骨料含量进行汇总、测试和分析,探究了原材料品质、配合比参数对混凝土力学性能和结构效率系数(强度容重比)的影响。分析结果表明,基于对轻质高强混凝土微观结构与宏观性能关系的理解,通过原材料选择、配合比设计和粗骨料优化等措施,在容重不大于1500 kg/m^(3)的控制条件下,轻质高强混凝土的抗压强度可达120 MPa,结构效率系数世界领先,达83.2 kPa/(kg·m^(-3))。文中所展示的轻质高强混凝土制备方法和材料性能,对轻质高强混凝土制备和建筑行业发展有促进作用。

双层矩形钢管-轻质混凝土短柱轴压性能

为了提高冷弯薄壁型钢-轻质混凝土组合剪力墙中端柱的轴压承载力,提出双层矩形钢管-轻质混凝土组合柱。对不同构造形式的6个短柱进行轴压试验,研究截面尺寸和高宽比对短柱破坏模式、荷载-位移曲线和极限承载力的影响,分析内、外钢管应变发展规律。结果表明:不同截面尺寸和高宽比短柱的破坏模式不同;随着截面尺寸的增大,试件的破坏模式由外钢管端部的局部屈曲转为外钢管端部屈曲和中下部鼓曲;随着高宽比的增大,试件外钢管顶端屈曲程度增大;内部破坏特征为内钢管的局部鼓曲和轻质混凝土的剪压破坏;试件极限承载力随截面尺寸的增大而提高,随高宽比的增大而降低。基于以上结果,建立了该新型组合短柱的轴压承载力计算公式。

不同纤维掺量再生混凝土骨料轻质混凝土性能研究

为了研究聚丙烯(PP)纤维增强再生混凝土骨料轻质混凝土的性能,以普通硅酸盐水泥、再生废弃混凝土粗骨料、聚丙烯纤维、泡沫为主要材料,选取PP纤维掺量为变量,对试样进行室内试验研究。结果表明:随PP纤维掺量增加,浆体流动度呈下降趋势;当采用再生粗骨料级配(即粒径为9.5~16 mm、16~19 mm、19~26.5 mm、26.5~31.5 mm、31.5~37.5 mm的5类骨料的质量比)为2∶4∶8∶3∶3和30%体积率时,建议浆体流动度大于210 mm;试件抗压强度和劈裂抗拉强度随PP纤维掺量的增加均呈先增大后减小趋势,说明PP纤维对再生混凝土骨料轻质混凝土性能提升效果有限;PP纤维的掺入会使再生混凝土骨料轻质混凝土材料早期抗压强度和劈裂抗拉强度形成速度降低;当纤维掺量由0增大为0.2%时,增加了孔隙率,降低了平均孔径。

轻钢-泡沫混凝土组合双向板力学性能研究

钢-混凝土组合结构,因其具有良好的承载力与抗震性能,被广泛的应用到我国城乡建设的各个领域,由此可见,对组合结构进行相关研究就显得非常必要。对3个轻钢-泡沫混凝土组合SXB-1、SXB-2、SXB-3双向板进行试验研究,其中试验的主要内容包括:试件的设计与制作、泡沫混凝土的配合比设计、试件材料力学性能的分析、加载方案与加载制度的选择、应变片与位移计的布置等。通过试验得到了3个组合双向板试件SXB-1、SXB-2、SXB-3的破坏现象与极限承载性能,组合双向板的荷载-挠度变形曲线和沿X轴、Y轴两个方向的挠曲线变化关系,结果表明:轻钢-泡沫混凝土组合双向板从受力到试件破坏的时间段较长,组合双向板的承载性能与整体延性变形能力均较好,试验达到了预期要求。

轻钢轻混凝土预制墙体抗剪性能研究

为适应装配式低层住宅结构的发展要求,研发了装配式轻钢轻混凝土结构,该结构主要由轻钢轻混凝土预制墙体提供受剪能力。通过3片轻钢轻混凝土预制墙体的拟静力试验,研究了单侧模板及拼合墙体对轻钢轻混凝土预制墙体抗剪承载力、刚度和耗能能力的影响,结果表明:有单侧模板的预制墙体与无单侧模板的预制墙体抗剪承载力差异不大,初始刚度及刚度退化趋势基本相同。拼合预制墙体的抗剪承载力基本等同于单侧预制墙体,初始刚度及刚度退化趋势也基本相同。基于轻钢轻混凝土预制墙体试件的破坏特征提出了装配式轻钢轻混凝土预制墙体的区格等效斜压杆模型,建立了轻钢轻混凝土预制墙体的抗剪承载力计算公式。

轻质泡沫混凝土泡沫剂的性能优选与配比试验研究

【目的】研究轻质泡沫混凝土泡沫剂及其溶液的优选、最优配比。【方法】通过对几种典型泡沫剂的表面张力、发泡倍率、半衰期以及所产生泡沫的稳定性开展系统性试验研究为方法,提出了优选泡沫剂的性能指标及其浓度值。在此基础上,以C40水泥土配合比为参照,将制备好的泡沫与C40水泥浆液按照不同的注入体积比进行混合,测定其干、湿重度,确定不同设计重度条件下轻质泡沫混凝土配比方案。进一步,分别进行无侧限抗压强度试验测定不同重度条件下轻质泡沫混凝土试块抗压强度值和电镜扫描试验了解其微观结构组成。【结果】试验结果表明:不同类型泡沫剂最优浓度约为3%,发泡倍率为25,表面张力32 mN/m,半衰期为15 min;轻质泡沫混凝土的密度和强度随泡沫注入率的增加显著降低,相应气泡群量含量和气孔大小离散性明显增大。【结论】轻质泡沫混凝土干密度与注入率呈衰减型指数关系,无侧限单轴抗压强度与轻质泡沫混凝土干密度近似呈非平缓递增型指数关系。

轻质装配式建筑结构设计与工程实践

轻质装配式建筑采用轻钢、铝材或复合材料等轻质材料,通过工厂预制构件后在建筑现场进行快速装配。这种建筑方式具备建造速度快、灵活性高、环境影响小及材料和能源利用高效等显著特点。设计和施工的高度工业化和标准化使得轻质装配式建筑能够在住宅、商业建筑、临时建筑及特殊建筑等多种场合提供快速、经济、可持续的建筑解决方案,符合环保和可持续发展的全球趋势。

包裹轻质骨材混凝土的力学性质研究

混凝土结构轻质化是当前我国研究的重要课题,人造质骨材的应用为其一重要发展方向,但其偏高的吸水率造成混凝土耐久性与实际工程应用的不确定性。本研究采水灰比0.4的水泥浆及沥青材料AC20为包裹材料,在轻质骨材表面形成致密包裹层,此包裹轻质骨材为一吸水率较低但界面性质截然不同的全新轻质骨材。对轻质骨材混凝土、水泥浆包裹混凝土、沥青包裹混凝土在其力学性能方面进行了试验研究。

轻质蒸压砂加气混凝土墙板的设计与研究

为提高轻质蒸压砂加气混凝土墙板在建筑工程中的应用水平,论文以山东省东营市某多层建筑设计为依托,通过理论分析的方法研究轻质蒸压砂加气混凝土墙板的特性、墙板体和连接节点的设计。结果表明,基于提出的轻质蒸压砂加气混凝土墙板正截面抗弯承载力、斜截面抗剪承载力计算方法,得到墙板的强度为A3.5和A5.0时,其最大配筋率分别为0.32%、0.46%,最大斜截面剪切力分别为11340.0 N、16632.0 N。针对轻质蒸压砂加气混凝土墙板的安装方式主要由横向安装和竖向安装提出钩头螺栓节点的连接方式,有效保证墙板与结构的连接牢固性。

钢边框复合轻质板中岩棉保温装饰一体板的应用研究

为了推动钢结构围护体系的进一步发展,基于岩棉保温装饰一体板吸声性能好、导热系数低等优点,以及钢边框复合轻质板具有足够的抗压强度、保温性能、无空腔和遵循应力释放原则等特点,通过组合岩棉保温装饰一体板与钢边框复合轻质板,形成新型钢结构外墙围护结构,并对其锚固性能、粘结性能、燃烧性能以及整体安全性进行分析。研究结果表明:经过试验得出板材间单点锚固力检测值分别为0.5kN和0.3kN,均满足规范要求;粘结砂浆用量不得小于6kg/m^(2),粘结拉伸强度达到设计标准;复合外墙体系具有较好的耐候性和抗风性能。这表明岩棉保温装饰一体板+钢边框复合轻质板外墙体系可以应用于钢结构建筑中,且具有较好的效果,能够推动钢结构围护体系的进一步发展。

岩棉保温装饰一体板在钢边框复合轻质板中的应用

钢结构装配式模式已经成为现代建筑的主要发展方向,此种结构体系由于质量相对较轻,采取装配式生产模式,能够实现较为灵活的布局、较短的生产周期,同时具有非常好的抗震性能。目前,钢结构在不同规模的住宅建筑中应用都已经相对成熟,但是关于与其相配套的围护体系研究还有所不足,技术水平相对落后。钢边框复合轻质板是近些年来出现并应用的全新板材,由于其整体构造较为简单,具有较高的施工效率、耐候性和热工性能,因此大量应用在不同类型建筑中。本文论述了“岩棉保温装饰一体板+钢边框复合轻质板”的外墙外保温体系,其符合钢结构装配式建筑的相关要求,对于进一步推动钢结构建筑围护体系发展具有参考作用。

轻质混凝土拼装墙板填充钢框架协同抗震性能试验研究

为了研究墙板与钢框架结构之间的协同抗震性能,对采用不同墙框连接节点的轻质混凝土拼装墙板填充钢框架进行了低周往复荷载试验.通过对比试件的承载力、滞回性能、刚度、耗能以及延性性能,探讨了轻质混凝土拼装墙板及其整体性对结构抗震性能的影响.结果表明:填充墙板钢框架结构的最终破坏形态以墙板挤压开裂,框架梁柱端部翼缘屈曲为主;轻质混凝土拼装墙板与钢框架协同工作,有利于提高结构整体的承载力和变形能力,减轻钢框架在平面内的屈曲破坏;与刚性节点相比,采用柔性节点连接墙板与钢框架对结构的承载力、层间刚度和耗能能力更为有利;增强拼装墙板的整体性,有助于提高结构整体刚度、变形和耗能能力.研究结果可为轻质混凝土拼装墙板填充钢框架结构的抗震设计提供参考.