预制混凝土夹心保温墙板结构性能研究综述

预制混凝土夹心保温墙板具有良好的经济效益和环境效益,作为低能耗绿色环保的预制墙体,可契合当前建筑产业装配化和住宅建筑节能化的发展趋势,将成为“双碳”目标下建筑业控制碳排放量的有效手段。介绍了预制混凝土夹心保温墙板的现有研究,对墙板的构造特征、结构性能和设计方法进行归纳总结。结果表明应将复合度作为衡量墙板结构性能的重要指标并在结构设计中得到体现;应将墙板内连接件性能的退化趋势引入到设计方法中,进而完善结构计算模型;应尽快提出统一设计标准,促进承重式完全复合墙板的发展和应用。

夹心复合外挂墙板与钢框架点式连接节点的静力性能试验研究

针对夹心复合外挂墙板与钢框架的连接节点,分析下节点可能承受的荷载组合方式,并通过抗拉、抗压、抗剪试验,研究墙板下节点的破坏形态和承载性能。试验结果表明,下节点承载能力主要受垫板和螺栓影响较大。通过与实际工程中相同尺寸墙板节点的极限承载力计算值对比可知,此类墙板节点能满足工程需要。最后,采用软件ABAQUS近一步考察了下节点的受力性能。研究结果可为类似外挂墙板的节点优化提供参考。

秸秆夹芯复合外挂墙板的制备及抗风承载力研究

利用秸秆纤维、粉煤灰及硅藻土制备了夹芯复合外挂墙板,研究了秸秆纤维长度、粉煤灰和硅藻土协同作用对秸秆水泥基材料力学性能的影响,确定了粉煤灰及硅藻土的预处理方式,通过正交试验确定了粉煤灰、硅藻土取代水泥的最佳取代率及水灰比;利用ANSYS有限元软件对秸秆夹芯复合外挂墙板的抗风承载力进行了数值模拟,分析了不同墙板厚度及钢丝含量对秸秆夹芯外挂墙板抗风承载力的影响。结果表明:随着秸秆纤维掺量的增加,试件抗压强度逐渐下降,其中,秸秆纤维长度为5~10 mm时,秸秆水泥基材料的力学性能最佳;粉煤灰、硅藻土的最佳取代率分别为10%、4%,最佳水灰比为0.48;秸秆夹芯外挂墙板的抗风承载力满足规范要求,增加墙板厚度及改变钢丝布置方式均能提高秸秆夹芯复合外挂墙板的抗风承载力,且改变钢丝布置对抗风承载力的影响显著。

含渣土的EPS轻质混凝土用于复合夹芯墙板芯材的研究

为提高地铁渣土资源化利用率,将其掺入膨胀聚苯乙烯(EPS)轻质混凝土中,并用此混凝土为芯材制备复合夹芯墙板,研究了浆体的流变性,并探讨了硬化EPS混凝土的抗压强度、导热系数及EPS颗粒在浆体中的面分布。结果表明:随着渣土掺量增加,浆体屈服应力增加,流动度降低;浆体塑性黏度随渣土掺量增加大幅度增加,使得EPS颗粒分布更加均匀;EPS混凝土的干密度、抗压强度与导热系数随渣土掺量增加而逐渐降低。当干渣土与水泥质量比为0.8时,EPS混凝土的干密度为857 kg/m^(3),抗压强度为4.16 MPa,导热系数为0.231 W·m^(-1)·K^(-1);采用干渣土与水泥质量比为0.8的EPS混凝土制备复合夹芯墙板(硅钙板作面板),墙板粘结性能良好,面密度为81 kg/m^(2),抗压强度为3.75 MPa,软化系数为0.83,耐火极限大于1 h,其性能满足轻质隔墙条板国家标准要求。

混凝土夹芯板受弯性能试验研究

通过混凝土夹芯板受弯全过程的试验研究,分析了夹芯板的变形、裂缝的开展及分布等特点,重点讨论了夹芯板工作过程中部分共同作用的特性。给出了开裂荷载和极限荷载的计算公式,计算结果与试验结果吻合较好。

玻璃纤维增强复合材料钢复合筋混凝土夹芯墙板抗弯性能

通过对玻璃纤维增强复合材料(GFRP)钢复合桁架筋、GFRP钢复合竖筋和GFRP竖筋3种不同连接方式的混凝土夹芯墙板进行四点弯试验,对比分析不同连接方式对构件抗弯性能的影响。结果表明:当GFRP包裹桁架钢筋的层数由2变为6层时,极限承载力提高约9.1%;当GFRP包裹层数均为2层时,GFRP钢复合桁架筋与GFRP钢复合竖筋相比,极限承载力提高约37.5%,且采用桁架筋连接件的墙板整体性能更好,可减少因滑移现象产生的抗弯刚度折减;当连接件直径相同时,GFRP竖筋墙板与钢筋竖向连接件墙板相比,极限承载力提高约8.0%。

轻钢龙骨夹芯复合外挂墙板抗弯性能参数化数值分析

通过对开洞、不开洞轻钢龙骨夹芯复合外挂墙板在平面外荷载作用下的数值模拟计算分析,对轻钢龙骨夹芯复合外挂墙板的抗弯性能进行研究,分析轻钢龙骨夹芯复合外挂墙板抗弯最大变形处的挠度、构件应力与施加荷载的一一对应关系,对正常使用荷载状态下的结构性能进行评价。在基本分析模型计算基础上,分析了方钢管规格、方钢管布置间距、板材力学性能等参数对墙体抗弯性能的影响,提出了不同建筑高度、风压下适宜的墙板规格。

内嵌预制SVMFC夹芯复合墙板钢框架结构抗震试验研究

为了研究地震作用下预制钢筋网格玻化微珠泡沫混凝土(steel-grid vitrified microsphere foamed concrete,SVMFC)夹芯复合墙板和钢框架的共同受力性能和破坏机理,文章进行了2榀内嵌预制SVMFC夹芯复合墙板钢框架试件的水平低周反复荷载试验,并考虑了开洞对墙板抗震性能的影响;观察了试件的受力全过程和破坏形态,分析了试件柱顶水平荷载-位移关系滞回曲线、骨架曲线、强度和刚度退化规律、延性及耗能能力等抗震性能指标。试验结果表明,内嵌预制SVMFC夹芯复合墙板钢框架试件具有良好的滞回性能、延性及耗能能力;采用钢筋与角钢焊接连接方式可以安全可靠地确保SVMFC夹芯复合墙板与钢框架在地震作用下协同工作;墙板开洞对内嵌夹芯复合墙板钢框架的水平极限承载力和弹性刚度有较大影响,但对结构的延性影响较小。研究成果可为此种预制装配式结构在实际工程中推广和应用提供科学依据。

内嵌预制SVMFC夹芯复合墙板钢框架结构数值分析

为研究地震作用下内嵌预制钢筋网格玻化微珠泡沫混凝土(steel-grid vitrified microsphere foamed concrete,SVMFC)夹芯复合墙板钢框架结构的受力性能和破坏机理,文章建立了内嵌预制SVMFC夹芯复合墙板钢框架结构的数值分析模型,并利用试验结果验证了数值分析模型的准确性。同时开展了钢材屈服强度fy、玻化微珠泡沫混凝土抗压强度fcu、墙板内置钢筋屈服强度、墙面板类型、墙板厚度t和梁柱线刚度比ki等诸多参数的影响分析,评价了各参数对内嵌预制SVMFC夹芯复合墙板钢框架结构抗震性能的影响。研究结果表明:fy、fcu、墙面板类型、t和ki对该结构的水平承载力和弹性刚度影响较大;当墙板开洞尺寸增大时,该结构的水平极限承载力与弹性刚度均会减小。

杨木粉液化树脂泡沫夹芯复合板性能的研究

采用三层胶合板、中密度纤维板和PVC扣板3种贴面材料与杨木粉液化树脂泡沫复合,以保证复合板尺寸稳定性和本体材料的界面性能达到最优,并对复合后的泡沫夹芯板的力学性能及尺寸稳定性,保温、吸声和阻燃性能进行分析。结果表明:3种夹芯复合板中,三层胶合板泡沫夹芯复合板的压缩强度(063 MPa)较好;中密度纤维板泡沫夹芯复合板的弯曲性能和尺寸稳定性最好;PVC扣板泡沫夹芯复合板的阻燃性能最优,吸声性能较好,且中高频区的吸声系数更高,降噪系数也优于其他两种复合板。因此,泡沫夹芯复合板相比传统人造板具有轻质、环保、节能和阻燃等良好的性能,且符合建筑领域应用材料的要求。

轻钢龙骨-铝蜂窝夹层板复合墙板抗弯性能

设计一种将铝蜂窝夹层板作为覆面板的新型轻钢龙骨复合墙板,分别对两种不同厚度(160和240 mm)的轻钢龙骨铝蜂窝夹层板复合墙板进行抗弯试验,对复合墙板在受弯条件下的整体工作性能、破坏特征、屈服承载力等进行研究,并提出复合墙板的力学模型和屈服承载力的理论计算方法。结果表明:复合墙板具有良好的抗弯承载力和延性变形性能,且两种厚度的复合墙板表现出不同的破坏模式。厚度为160 mm的复合墙板发生了纵向龙骨翼缘的拉断破坏,从而导致整个墙板在跨中发生受弯断裂破坏;厚度为240 mm的复合墙板由于纵向龙骨腹板的高厚比较大,发生了腹板局部屈曲破坏,最终导致该墙板的抗弯承载力小于厚度为160 mm的复合墙板的承载力。基于对复合墙板破坏过程的力学分析,建立其力学模型,并进行屈服承载力计算,计算值与试验值吻合较好。

预制夹芯墙中新型复合式连接件热桥效应分析

为了解预制夹芯墙中新型复合式连接件的热桥效应,设计制作了两片带有复合式连接件的预制混凝土夹芯墙,采用热箱-热流计法对其传热过程进行了测试,获得了墙体的内外表面温度、内表面热流密度并计算得到了其传热系数,利用有限元软件ANSYS对试验墙体展开了数值模拟,通过与试验结果对比验证了模型的合理性,此外,有限元分析得到了墙体中温度的分布规律,以及外裹尼龙对热桥效应的影响。结果表明:复合式连接件在预制夹芯墙中形成了热桥,导致墙体传热系数增大约32%;有限元模型可较好地模拟带有复合式连接件的预置夹芯墙的传热过程;复合式连接件使得墙体传热过程呈现多维效应,距离连接件越近,温度变化越剧烈,多维效应越明显;外裹尼龙可减少连接件中热量的传递,减小其热桥效应。

温度作用下复合材料夹芯墙板的冲击试验

研究了以真空导入成型的玻璃纤维增强复合材料(GFRP)夹层板墙板在不同温度作用下的抗低速冲击性能。根据ASTM D7136M—2005规范的冲击试验和冲击后压缩强度测试,来评价该墙板在不同温度下的低速冲击性能。在30、50、70、90℃下分别测量增强格构腹板墙板的中心点和增强格构腹板型墙板的无腹板处、单向腹板处、纵横向腹板交叉处的冲击接触力和侧压承载力,得到相应冲击力-时间曲线和冲击后侧压荷载-位移曲线。试验结果表明:随着试件温度升高,各冲击作用点的冲击接触力都呈现下降的趋势;以冲击后的压缩强度作为评价GFRP-泡沫复合材料夹层墙板的冲击韧性:随着温度的升高,各冲击作用点的冲击韧性也都呈现下降的趋势;温度对墙板的冲击性能影响较大:无论何种温度下,冲击作用点处的腹板数量增加有助于提高其冲击接触力和冲击韧性。

轻骨料夹芯复合墙板及连接节点力学性能试验研究

设计轻骨料夹芯复合墙板试件及与钢结构的连接节点。通过采用低周反复加载试验,研究其力学和抗震性能,确定其破坏形式,根据试验数据获得了(p-Δ)滞回曲线和骨架曲线,分析耗能和变形性能等。为夹芯复合墙板在轻型钢结构住宅中的应用提供了试验依据。

装配式水泥基复合夹芯墙板电气管线预埋施工技术研究

装配式水泥基复合夹芯墙板电气管线预埋施工技术通过将电气管线及线盒使用BIM技术精确定位排板,将电气管线与线盒在工厂内预制在墙板中,避免施工现场开槽,有效提高装配率,是一种新型的装配式墙体施工技术。着重探讨该种墙材的电气管线预埋施工技术要点,以期指导装配式墙体的生产与施工。

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。

装配式水泥基复合夹芯墙板施工质量控制研究

装配式水泥基复合夹芯墙板是一种新型装配式墙体材料,在工厂内加工预制,施工现场装配式安装,适应于装配式建筑及传统建筑结构的非承重结构,具备成熟的制造及安装技术工艺。本文着重探讨该种新型墙材的施工技术及质量控制要点措施,从而促进施工质量的提升。

镁基复合夹芯轻质墙板的性能研究

以镁基复合夹芯轻质墙板芯材为研究对象,考察了复合增强改性剂、粉煤灰、小粒径膨胀珍珠岩及发泡剂泡沫掺量对其性能的影响。结果表明,复合增强改性剂掺量为0.90%、粉煤灰掺量为15.0%、膨胀珍珠岩掺量为40.0%、发泡剂泡沫掺量为10.0%时轻质墙板芯材性能最佳。通过对面板进行界面剂预处理以及加强芯材料浆的振捣排气,提高浆体浇筑质量,解决了竖模浇筑轻质墙板面板与芯材的空鼓及脱落问题。

预制夹芯墙体中新型复合式连接件受力性能试验研究

为使预制混凝土夹芯墙体的内叶与外叶之间通过连接件具有良好的整体工作性能,针对新型复合式连接件,对其抗拉、抗剪性能开展试验研究,通过15个抗拉试验和12个剪切试验,获得了该连接件的抗拉及抗剪能力、破坏过程与现象,分析了墙体中分布钢筋与连接件位置关系及混凝土强度等级对连接件抗拉性能及剪切性能的影响。结果表明：复合式连接件的受拉破坏形式为混凝土的锥形体破坏,而剪切试验呈现连接件穿心钢筋的弯剪破坏;复合式连接件的抗拉承载力及抗剪承载力与实际工程中连接件所受的拉力及剪力实测值相比,具有较大的安全储备,可在实际工程中应用推广;墙体内分布钢筋与连接件的位置关系对极限承载力大小及破坏现象基本没有影响,但外叶墙中的钢筋网片以及十字形钢筋能够延缓连接件的拔出过程;混凝土强度对连接件的抗拉承载力有显著影响,而对抗剪承载力无影响;最后,基于试验现象及分析,提出了新型复合式连接件抗拉承载力计算方法。

高性能复合夹芯外挂墙板应用研究进展

外墙挂板是装配式建筑的非承重围护墙体的主要形式之一。预制复合夹心外挂墙板对于结构的保温、防水、美观、耐久具有重要的围护作用,对于夹芯外墙挂板而言,内外墙叶连接件设计关系到结构的整体受力性能,也关系到结构的保温性能。近年来国内外对复合夹心外墙墙板进行了广泛应用基础和应用技术研究。在系统总结了国内外相关研究工作,对国内外复合夹心墙板受力性能、用连接件后性能及耐候性的研究进展进行了总结分析,探讨了现阶段复合夹心外挂外墙板的一些共性技术问题,提出了基于超高性能混凝土的高耐久复合夹心墙板设计概念,以有效提升其力学性能、耐久性,并实现轻质高耗能能力。最后对该新型高性能复合夹心外挂外墙板提出展望。