纤维增强复合墙板研究进展

研究发现,纤维材料可以有效解决传统复合墙板强度低、整体性差的问题。本文以查阅大量文献为基础,总结了不同呈现形式的纤维在增强复合墙板中的应用与影响、墙板设计与试验方法,指出了现有研究存在的不足,并对未来提出展望。结果表明:纤维筋与格栅主要通过外附筋条、内外叶内置格栅以及增加配筋率的方式实现对墙板承载力的增强;纤维布多用于受损墙板的加固与使用功能的增强,其黏贴方式、黏贴层数和黏贴位置需要注意;纤维增强复合材料作为一种新型材料,对墙板性能上的增强是全方位的,多体现在夹芯墙板的基体部分,是实现墙板轻质与高强的理想材料。本文结果可为装配式复合墙板的发展提供有力支撑。

L型隔板弧形双钢板组合墙板抗爆性能试验与数值研究

弧形双钢板混凝土组合墙板结构具有和拱结构相同的传力机理,可以充分发挥混凝土优异的抗压性能,极大地提高了结构的承载力。该文开展了L型隔板弧形双钢板混凝土组合墙板(L-shaped-Curved Double Steel Concrete Composite Wallboard,L-CDSCW)在近场爆炸作用下的试验研究,通过混凝土的损伤分析和结构变形分析探究其抗爆性能。基于ANSYS/LS-DYNA软件进行了L-CDSCW试件爆炸响应的数值分析,参数化分析了不同关键参数对L-CDSCW试件抗爆性能的影响规律。结果表明:近场爆炸作用下,L-CDSCW试件未出现倒塌或崩塌现象,具有较强的抗爆性能;增加钢板厚度可以减小混凝土跨中凹陷深度和混凝土塑性破坏;增加TNT当量和降低爆距会显著增加底部钢板跨中最大挠度,同时也会增加混凝土跨中凹陷深度和混凝土损伤。研究结果可以为弧形双钢板混凝土组合板的应用提供一定的技术参考。

夹芯镀锌钢板复合墙板对木结构建筑外部火灾蔓延的延缓与阻断作用研究

目的提出一种新型夹芯镀锌钢板复合墙板,以延缓与阻断村镇木结构建筑的外部火灾蔓延。方法采用火灾环境模拟软件PyroSim建立西南地区穿斗式木结构建筑数值模型,从发生火灾后的室外温度和外部火灾蔓延时间的角度,对比分析复合墙板对外部火灾蔓延的延缓与阻断效果及其合理布设方式。结果综合考虑地形、地势以及大气环境等不确定因素的影响,建议西南地区穿斗式木结构建筑防火间距取值为6.0 m以上。对于封堵山墙通风洞口的木结构建筑而言,当前后立面方向的建筑间距为3.0 m时,复合墙板的布设能够将火灾蔓延至相邻建筑物的时间延长约60 s;当前后立面方向的建筑间距为4.0 m时,复合墙板的布设将有效阻断外部火灾蔓延。结论对于未封堵山墙通风洞口的木结构建筑物而言,应以合理设置防火间距作为控制外部火灾蔓延的手段。对于封堵山墙通风洞口的木结构建筑物而言,在前后立面外墙布设复合墙板,既能延缓外部火灾蔓延,又能有效降低成本。

异形柱及其纵筋直径对泡沫混凝土复合墙板受力性能影响分析

本文应用Abaqus有限元分析软件建立带有X型斜撑的泡沫混凝土复合板与钢筋混凝土框架协同工作状态下的复合墙板模型,通过模拟分析有无异形柱和现浇异形柱(T形柱)不同纵筋直径下泡沫混凝土复合墙板受力性能可知,与异形柱结合的装配整体式异形柱结构墙板承载力和抗震性能明显优于独立工作的墙板,随着异形柱纵筋直径的增大,泡沫混凝土复合墙板的承载力得到显著提升,延性先增大后减小,提升了该结构的承载能力和抗震性能。

轻质混凝土组合墙板受弯性能试验与数值研究

为了研究轻质混凝土组合墙板的受弯性能,提出一种以免烧核壳轻集料混凝土为内叶板材料的组合墙板并进行了试验研究;采用数值模拟软件对试验结果进行了模拟验证,选取保温层厚度、桁架筋间距、钢筋网格边长以及桁架筋直径进行参数化分析,并使用改进后的等效截面惯性矩法对试验结果以及模拟结果进行了对比分析。结果表明:该组合墙板的开裂荷载为10.18 kN·m,为典型受弯破坏,可满足实际使用;以开裂荷载设计组合墙板时,保温层厚度作为主要控制参数,增大厚度使得截面中性轴偏移,有效截面高度增加,从而使开裂荷载得以提升;以极限荷载设计组合墙板时,增加保温层厚度、桁架腹筋数量、桁架筋直径以及减小钢筋网格大小均能提升组合墙板的极限承载力;通过理论公式计算的开裂荷载与试验值及模拟值均较为吻合,与试验值相对误差为10.69%,与模拟值最大相对误差为9.26%。

装配式人字撑复合墙板异形柱框架抗震性能研究

提出一种新型装配式人字撑复合墙板异形柱框架结构。为研究其抗震性能,对一榀1/2缩尺异形柱框架结构进行低周反复荷载试验,分析其破坏形态、滞回曲线、承载力、耗能能力、位移延性、刚度退化等指标,并通过ABAQUS有限元软件模拟后将模拟结果与试验结果进行了对比分析。研究结果表明:装配式人字撑复合墙板异形柱框架结构呈现“泡沫混凝土-人字撑-叠合框架梁-组合异形框架柱”分级破坏顺序;复合墙板以剪切破坏为主;人字撑在水平往复位移荷载作用下,可与异形柱框架结构形成双重抗震体系,提高结构的抗震能力;有限元模拟结果与试验结果吻合良好,该有限元模拟方法适用于装配式人字撑复合墙板异形柱框架结构。

轻钢龙骨-铝蜂窝复合墙板对钢框架结构抗震性能影响研究

提出了一种以铝蜂窝复合板作为覆面板的新型轻钢龙骨复合墙板结构,为探究其对钢框架结构抗震性能的影响,对钢框架-轻钢龙骨-铝蜂窝复合墙板试件进行了拟静力加载试验;对加载过程中复合墙板的开裂、破坏情况以及结构的整体破坏形态等进行了分析,探讨了钢框架-轻钢龙骨-铝蜂窝复合墙板结构在单调荷载作用下的抗震性能。另外,通过有限元软件MSC.Marc平台对试件进行数值模拟分析,以校核有限元模型并确定复合墙板抗侧刚度计算参数;对实际的4层钢框架结构建模并开展时程分析,考察添加复合墙板前后钢框架结构的最大层间位移角以及基底总剪力时程变化情况,分析了复合墙板对钢框架结构地震响应的影响。结果表明,由于复合墙板的影响,钢框架结构的抗侧刚度有所增加,周期有所减小,进而导致地震响应有所增大;但地震响应增大幅度不及增加的抗侧刚度,所以各层最大层间位移角仍普遍有所减小,均满足限值要求。

轻质复合墙板嵌缝处开裂现象的分析与研究

装配式建筑隔墙板拼缝处的开裂是常见的装饰装修病害之一,其不仅影响建筑物的美观,还可能产生昂贵的后续维修成本费用。对此,开展现场对比试验直接观测了由多种轻质复合墙板材料与不同拼缝处理方案砌筑而成墙体的开裂情况,并通过挖开表面腻子层的形式深入剖析了试险现象。结果显示,发泡陶瓷轻质隔墙板的抗裂性能较好;膨胀水泥砂浆与环氧胶泥均可作为嵌缝粘结材料,但前者更容易出现开裂现象;表面粘贴纤维网或强力胶布均能有效抑制内部墙板拼缝间的开裂,但对抹灰技术提出更高的要求。该研究成果有助于推动建筑行业的绿色低碳高质量发展,促进装配式建筑的推广和应用。

PET泡沫板在建筑领域的应用研究

PET泡沫板是一类性能优异的可回收利用的高强度发泡塑料制品,该材料在建筑领域有着广阔的应用前景,有助于建筑材料的循环利用,减少环境污染,节约社会资源。但目前其在建筑领域的应用较少。本文结合PET泡沫板的物理力学性能及相关试验分析了其在建筑领域的应用形式,总结了各应用形式的标准化现状,并对其在建筑领域的应用前景进行了展望。

夏热冬暖地区近零能耗装配式建筑设计实践

当前装配式建筑和绿色建筑已成为建筑行业高质量发展的重要方向。但能够达到近零能耗的装配式绿色建筑实际案例较少[1],通过分析近零能耗建筑与装配式建筑的内在联系,结合广州某安置区消防站项目关于预制外墙复合板、外遮阳装饰一体化设计、预制太阳能板、预制集成楼板等装配式建造方式实践,详细探索如何通过装配式建造方式实现夏热冬暖地区近零能耗建筑,以期对以后此类项目建筑设计工作提供借鉴。

复合相变墙体应用于被动式太阳房的初步研究

以冬季日照率较高、太阳辐射强度大的北京地区为研究对象,依据建筑热物理学、传热学以及相变贮能理论,结合计算机模拟分析以及实验的方法,研究了复合相变墙体材料在被动式太阳房中应用的可行性,为相变蓄热技术以及可再生能源在建筑节能中的应用提供参考.

基于Polyflow模拟的塑木建筑墙板异型材机头流道设计

以典型的宽幅大厚度聚氯乙烯(PVC)塑木建筑墙板为研究对象,以实际配方、工艺参数和设备结构参数为模拟条件,借助Polyflow有限元模拟软件,分析了机头压缩比、分流支架、阻力元件等结构对机头挤出过程速度场和压力场的影响,以熔体流速均匀分布为优化目标来逐步指导新流道的设计,获得了较优的机头流道结构参数,实现了基于流场模拟的墙板机头流道设计,对实际工程用塑木墙板机头的结构设计具有较好的指导意义。

相变墙体材料在温室大棚中的实验研究

在以往研究基础上,采用实验分析的方法,对所研制复合相变墙体材料的蓄放热特性进行了研究;并将此种材料应用于温室大棚北墙内表面,搭建了普通温室大棚和相变温室大棚的缩尺寸实验台,进行了对比实验。实验结果表明,与普通温室大棚比较,选择相变温度适宜的复合相变墙体材料应用于温室大棚北墙内表面,棚内空气温度及墙体内表面温度可明显提高,其耗电节能率η达到了8%。

RTM工艺工字梁构件的模拟与实验研究

采用自主开发的RTM(树脂传递模塑)工艺3D模拟系统对航空用典型工字梁平板构件进行了模拟分析。确定中心点注射为最佳注射方式,并确定了8个合理溢料口位置,详细研究了预成型体渗透率不均匀问题对工艺的影响。对构件进行了模具制造和实验验证,实验结果与模拟结果基本吻合。计算机RTM工艺模拟对于模具开发、构件制造具有较好的指导意义。

轻质混凝土复合外挂板挂装施工技术

轻质混凝土复合外挂板是由微孔混凝土和普通混凝土依次浇筑复合而成,是集保温和装饰于一体的新型墙体材料。结合工程实例,总结了轻质混凝土复合外挂板具体的挂装施工技术,包括施工工艺、施工要点、主要构造节点、质量控制要求等。

新型装配式金属消能减震复合墙板抗震性能试验研究

为了研究新型预制装配式金属消能减震复合墙板的抗震性能,分别对新型预制装配式复合墙板以及传统夹心墙板进行了低周反复加载试验,对比研究了试件的破坏模式、滞回耗能性能、承载力与刚度、位移延性等变化。研究表明:新型预制金属消能减震复合墙板滞回曲线呈现"平行四边形",相对于传统复合墙板较为饱满,具有良好的抗震性能;相比于传统夹心复合墙板主要在墙板中部出现X形剪切裂缝,新型预制装配式金属消能复合墙板裂缝主要在墙板角部出现,具有良好的整体性能;新型预制装配式金属消能减震复合墙板具有较小的侧向刚度、较好的位移延性,能够降低围护墙板附加刚度约束效应;新型预制装配式金属消能减震墙板能够达到"小震下处于弹性,大震下屈服耗能"抗震设计目标。

框架结构围护保温复合墙板的力学性能研究

框架结构围护保温复合墙板是一种集围护、保温于一体的新型预制板材。通过对2片围护保温复合墙板加载、撞击、吊挂等试验,研究墙板在不同荷载形式作用下的变形特点及受力性能,根据试验结果,对比其力学性能指标,参考有限元计算结果,对墙板作进一步优化设计。结果表明,围护保温复合墙板具有良好的力学性能,其实验结果可为实际工程应用与墙板制作提供参考。

带装配式MDW混凝土框架抗震性能研究

为研究带装配式金属消能减震复合墙板(metal energy dissipation composite wallboard,MDW)混凝土框架的抗震性能,基于有限元数值分析软件ABAQUS建立了10榀单层单跨带装配式MDW混凝土框架试件的有限元模型,分别研究耗能钢板厚度、墙板厚度及墙板间距等参数对试件抗震性能的影响,并将空框架数值模拟结果与已有相关试验结果进行对比验证,以确定数值仿真分析的正确性。研究结果表明:增加耗能钢板厚度能够明显提高试件的滞回性能、初始刚度、承载力,耗能钢板厚度过大的试件框架梁两端弯矩差值较大;增加墙板厚度,试件的初始刚度略有增加,墙板厚度变化对试件的抗震性能影响较小;随着墙板间距的增加,试件的耗能能力、初始刚度及承载力有所降低,延性略有提高。

轻质混凝土夹芯复合墙板传热系数研究与工程应用

蒸压加气混凝土与岩棉复合的围护墙板是一种新型的建筑围护结构板材,不需要附加保温层就可满足寒冷地区的热工要求。GB 50176—2016《民用建筑热工设计规范》就如何计算围护墙板的热工参数给出了计算方法,但需要相邻部分热阻比值不大于1.5,当热阻比值大于1.5时需要通过传热有限元计算考虑热桥的影响,给传热系数计算带来困难。基于此,提出了一种传热系数的简化计算方法,借助线性变截面的热传导公式,考虑了复合板肋部热桥影响,以综合传热系数最大为条件,得到了综合传热系数和综合热阻。利用所提出的计算方法对某工程外围护墙板进行了传热系数计算,并与有限元计算结果进行了对比,相差仅0.3%,可以满足工程设计要求。

轻钢蒙皮结构墙板支撑钢柱的侧向稳定分析

分析了组合体墙板的应力蒙皮效应对轻钢钢柱侧向稳定的影响,探讨了组合体墙板体系的3种等效弹性支撑刚度,运用势能驻值原理推导了考虑组合体墙板蒙皮效应的钢柱平面外计算长度系数,并给出了考虑该效应的柱顶临界轴力计算方法及组合体墙板的相应截面与规格要求。通过对计算结果的分析可知,该法作为组合体墙板设计方法是合理可行的,可为工厂设计提供参考。