某安置房项目装配式纵肋叠合剪力墙技术的应用

随着建筑施工技术的不断发展,新型建筑工程逐渐出现,其具备建造流程的高效性、设计与施工阶段的信息化共享性以及施工阶段的工业化程度高,满足现代建筑施工要求。装配式纵肋叠合剪力墙结构体系属于混凝土剪力墙结构一种,分属于叠合式混凝土剪力墙结构,纵肋叠合剪力墙由两侧钢筋混凝土板和连接两侧混凝土板的纵肋组合而成,并带有空腔的预制构件,空腔灌注自密实混凝土代替套筒灌浆工艺,保证工程的施工质量和安全,并具有施工简便快捷的优点。基于本项目的施工实践,对工程概况、构件深化设计、施工工艺要求等进行论述,本工程的纵肋叠合剪力墙施工技术相比于传统的装配式套筒灌浆技术有了长足的进步,满足装配式结构安全以及使用要求,对于装配式结构的发展来说具有非常好的应用前景。

基于外肋板连接的联肢钢板组合剪力墙结构的有限元分析

通过有限元软件ABAQUS对基于外肋板连接的联肢钢板组合剪力墙结构以钢连梁的变形特征、耦连比及剪力墙轴压比等参数进行数值模拟分析,研究结构塑性发展、抗震性能、外肋板应力分布及恢复力特性。结果表明:该结构的抗震性能良好,滞回性能较强,塑性和变形能力也比较好。弯曲屈服型连梁耦连比在30%~60%之间、剪力墙轴压比在0.3~0.5之间时;剪切屈服型连梁耦连比设置在20%~50%之间、剪力墙轴压比小于0.3时,结构的延性、耗能和承载力均表现良好,外肋板应力也比较小。建立的恢复力模型骨架曲线可作为基于外肋板连接的联肢钢板组合剪力墙结构弹塑性反应分析的计算模型。

外肋板式钢板混凝土组合剪力墙与钢梁节点抗震性能试验研究

外肋板式钢板混凝土组合剪力墙与钢梁节点是一种新型墙梁节点,设计并制作了四个足尺的外肋板式钢板混凝土剪力墙与钢梁节点模型试件进行低周往复加载试验,研究钢梁跨高比、外肋板宽厚比以及设置栓钉对试件的滞回性能、延性、耗能和刚度退化等抗震性能的影响。结果表明该节点具有良好的延性和耗能能力,外肋板对节点承载力有较大提升,跨高比较小的试件在弹塑性阶段具有更好的耗能能力,改变外肋板宽厚比和在墙侧设置栓钉对该节点初始刚度无明显影响,该节点荷载有两种传递方式,一种由外伸梁传至外肋板,再由外肋板传至剪力墙;另一种直接由外伸梁传递至剪力墙,前者占比更高。

基于Grasshopper及Rhino-inside插件的纵肋叠合剪力墙参数化快速建模

结构工程师在装配式的项目中,需要绘制竖向构件的详图,在目前能够绘制构件详图的软件中,并没有针对纵肋叠合剪力墙新体系的模块,此项工作耗费了很多精力,故考虑将参数化建模与装配式相结合。在BIM参数化研究中,多为幕墙和网壳结构的建模应用,在构件层面的应用较少。本文利用Grasshopper,调整少量参数,实现快速建模,通过Rhino-inside插件,建立Rhino和REVIT软件之间的联系,将犀牛软件中的模型转换为REVIT模型。实现快速绘制纵肋叠合剪力墙的构件详图,并将构件的信息参数化,可视化,传递给构件厂,便于预制构件的深化和生产,全过程节省了很多人力,大大提升了效率,为装配式新体系的构件生产提供参考。

外肋板刚度对外肋板式组合剪力墙结构抗震性能影响研究

以3层外肋板式联肢组合钢板剪力墙-钢连梁结构为研究对象,利用ABAQUS软件建立有限元模型并分析.分别研究不同钢材屈服强度和钢连梁变形特征下,外肋板宽厚比对结构抗震性能的影响,以确定外肋板最优尺寸.研究结果表明:当采用Q235钢时,外肋板宽厚比应取12左右;当采用Q345钢时,取值范围为8~12;当采用Q390钢时,取值范围为4~12.钢连梁变形特征对外肋板宽厚比的取值影响较小,最佳取值为12,但弯剪型和弯曲型的结构所需外肋板尺寸较剪切型更大.

纵肋叠合预制剪力墙施工技术分析

目前,在全面实施绿色建筑的情况下,装配式结构在住宅项目中广泛应用,装配式剪力墙原来应用较多的是套筒灌浆工艺,存在钢筋连接复杂,灌浆作业过程质量难以监控的问题。相比较来说,采用新型纵肋叠合剪力墙,钢筋连接简易、质量易控,采用自密实混凝土灌注质量保证率高。本论文针对纵肋叠合剪力墙施工全过程要点进行总结、归纳。

内填砌体的密肋复合墙体极限承载力计算

结合课题组前期的研究成果,就一种新型结构的主要受力构件——密肋复合墙体的极限承载力进行研究。建立了偏心受压和偏心受拉复合墙体斜截面受剪承载力计算公式,并就影响墙体斜截面受剪承载力的因素进行了讨论;建立了墙体正截面压弯、拉弯承载力实用计算公式,并给出了墙体最终发生弯、剪破坏模式的判定。理论研究与试验分析表明:依据极限平衡理论,采用理论与经验相结合建立起来的复合墙体斜截面受剪承载力计算公式和以应变平截面假定为基础,理论推导所得的复合墙体正截面承载力计算公式,具有一定的理论依据和实用价值,满足实际工程计算需要。

基于统一强度理论的密肋复合墙体开裂荷载计算

通过对密肋复合墙体进行水平低周反复加载试验研究,介绍墙体的主要破坏过程和受力特点;采用考虑中间主应力σ2影响、拉压性能不同且适用于各种材料复杂应力状态下的双剪统一强度理论,推导出墙体初始开裂荷载的实用计算公式,并与采用最大拉应力理论所得到的计算值进行对比分析。结果表明:采用双剪统一强度理论得到的开裂荷载值与采用最大拉应力理论的计算值相比更接近试验值,对于实际工程,具有一定的准确性、经济性与适用性。

密肋复合墙体多目标优化设计方法研究

密肋复合墙体是密肋壁板结构体系的主要受力构件,墙体的优化设计方法研究是结构体系设计理论的重要组成部分.本文研究了密肋复合墙体多目标优化设计方法;提出了综合考虑墙体的安全性(墙体斜截面抗剪承载力)与经济性(墙体造价)的多目标优化设计数学模型,并利用序列二次规划法(SQP)在Matlab软件系统上进行优化计算,同时给出了优化设计计算算例.理论分析与计算结果表明:将多目标优化设计方法用于密肋复合墙体的优化设计中,可使各个分目标都较为满意,兼顾了墙体安全性与经济性两方面的要求;方法合理、可行,具有一定的工程实用意义.

密肋轻钢龙骨复合墙体的抗剪性能

密肋轻钢龙骨复合墙体是密肋结构体系中的一种新型墙体构件形式,具有现场施工连接方便,易于工厂成批化加工等优点.为了研究其墙体的承载性能,对1/2比例密肋轻钢龙骨复合墙体与普通密肋复合墙体进行了低周反复荷载试验,对比研究了密肋轻钢龙骨复合墙体的破坏形态、钢骨应变变化规律、抗剪承载力影响因素及其实用计算公式等.试验结果表明,两者的破坏形态基本一致,轻钢龙骨复合墙体的承载力明显高于普通密肋复合墙体.最后结合试验数据给出了密肋轻钢龙骨复合墙体的开裂荷载与极限抗剪承载力的建议计算公式.

框支密肋复合墙体拟静力试验研究

为研究底部大空间框支密肋复合墙结构的抗震性能,结合新型斜交肋格密肋复合墙板结构,进行2榀底部框架-剪力墙上部密肋复合墙体结构1/2比例模型拟静力试验.分析正交肋格和斜交肋格框支密肋复合墙体在低周反复荷载作用下的破坏过程、传力机理,探讨结构层间位移滞回特性,各构件钢筋的荷载-应变曲线,墙体的残余变形率.试验结果表明:框支密肋复合墙结构抗震性能优越,墙板独特的斜交式肋格构造形式有效提高结构的延性、变形性能,抗倒塌能力和可修复性.

水平荷载作用下密肋复合墙结构的变形计算

密肋复合墙结构是近年来应用在住宅领域中的一种新型建筑结构体系,目前关于地震作用下密肋复合墙结构的变形计算方法尚不完善,采用等效剪力墙结构模型不能同时考虑密肋墙的有效弹性模量和有效面内剪切模量,导致等效模型在水平荷载作用下的变形与实际结构存在一定误差。在试验研究基础上,依据铁木辛柯剪切梁理论并考虑密肋墙体弹性常数取值和构造特点,建立了包含剪切变形在内的密肋复合墙侧移曲线方程;同匀质混凝土墙侧移方程相比,密肋墙侧移方程中的弹性常数是与墙体构造有关的变参数表达式。算例分析表明,等效混凝土墙结构模型的侧移变形计算结果较实际结构偏小,在中高层结构中表现尤为明显,可能引起不可忽略的误差而导致结构存在安全隐患;建议对等效混凝土墙模型的侧移变形结果进行修正,给出了初步的修正系数供工程设计参考。

框架-复合剪力墙结构水平位移的计算方法

基于框架-剪力墙的结构位移计算方法,引入密肋复合墙体的剪切变形,分别建立了框架-复合剪力墙结构在倒三角形荷载、均布荷载及顶部集中荷载作用下的水平位移微分方程,给出了水平位移的解析解,并以一12层框架-复合墙结构为例进行分析.结果表明,框架-复合墙结构的剪切变形使总水平位移显著增加,且所占总位移的比例较大,位移计算必须计入剪切变形.文中还比较了框架-复合墙结构与框剪结构在位移、刚度等主要力学性能方面的异同,发现两种结构都以弯剪变形为主,但剪切变形在两者总位移中所占的比例差别很大;复合墙是一种"变刚度、变阻尼"的受力构件,框架-复合墙结构中当层间位移角为1/250时框架处于最不利受力阶段.

开洞密肋复合墙体的受力性能研究

在课题组前期科研成果的基础上,通过对1/2模型开洞密肋复合墙体在水平单调荷载作用下的试验研究,并与标准未开洞密肋复合墙体进行对比分析,研究了开洞墙体的主要破坏特征;探讨开洞墙体的承载能力、刚度、变形能力、延性等受力性能;对开洞墙体进行钢筋应变分析;最后提出开洞复合墙体的刚度及受剪承载力的计算公式.试验及理论研究表明:开洞的密肋复合墙体的变形能力、延性好于标准不开洞密肋复合墙体,而刚度、承载力远远不及标准不开洞密肋复合墙体,设计时应加强外框柱和连梁的配筋以及墙板的竖向连接作用;钢筋应变分析表明外框柱、连梁对开洞墙体的受力性能贡献较大;提出的开洞墙体受剪承载力公式计算值比较接近试验值,适用于实际工程应用.

密肋复合双片墙体的受力性能研究

密肋壁板结构的横墙通常由双片墙体构成,在课题组前期科研成果的基础上,通过对1/2模型密肋复合双片墙体在水平单调荷载作用下的试验与标准密肋复合墙体的对比分析,对双片墙体的主要破坏特征进行研究;探讨双片墙体的承载能力、刚度、变形能力、延性等受力性能;对双片墙体钢筋应变进行分析;最后提出复合双片墙体的刚度和受剪承载力的计算公式。试验结果及理论研究表明:密肋复合双片墙体的承载力、变形能力、延性均好于标准密肋复合墙体,钢筋应变表明,外框柱、肋梁对双片墙体的受力性能贡献较大。提出的双片墙体受剪承载力计算式与刚度计算式能够较好地反映双片墙体真实的受力性能,有一定的适用性。

钢框架-密肋网格复合钢板剪力墙结构抗震性能研究

对一榀单跨两层钢框架-密肋网格复合钢板剪力墙结构进行拟静力试验研究,系统分析结构的受力机制、破坏模式和耗能机理,得到承载力、刚度及耗能能力等指标,评价该种结构体系的抗震性能。基于稳定理论,推导保证墙板不发生整体面外剪切屈曲的肋条最小刚度限值计算公式。结果表明:结构在弹性阶段主要依靠墙板的剪切机制和钢框架共同承担水平荷载,非弹性阶段区格中钢板的对角拉力带为结构提供侧向承载能力;当肋条刚度满足一定条件时,能够有效地避免墙板的整体面外屈曲,提高结构的弹性刚度,克服滞回曲线的"捏缩"效应,减小钢板的噪音及震颤,显著增强结构的耗能能力,使结构具有更好的舒适性,便于推广应用;框架与钢板墙协同工作良好,结构塑性变形能力强,安全储备高,是一种优良的抗侧力体系;破坏模式为各区格中的钢板撕裂,拉力带效应明显,边框架柱脚及边框架梁端形成塑性铰。

框支密肋复合墙结构模型振动台试验研究

对1/6缩尺框支密肋复合墙结构模型进行振动台试验,研究结构模型经历弹性阶段、开裂直至破坏的不同阶段动力特性及反应。以El Centro波、Taft波、人工波为输入地震波,分别对设防烈度7度及8度多遇、基本、罕遇、超罕遇地震作用进行试验,研究模型结构在各阶段地震作用下加速度、位移、应变反应及破坏形式、破坏机理。试验结果表明,框支密肋复合墙结构转换层破坏模式为剪切型破坏,塑性变形主要集中在转换层;框支密肋复合墙结构各层绝对加速度响应主要取决于前两阶振型,高阶振型影响较小,其中第一阶振型起绝对控制作用。

密肋复合墙体压弯剪复合受力性能非线性数值分析

应用通用有限元程序ANSYS,采用"实体单元-组合式配筋"计算模型,以墙体剪跨比、边框柱截面尺寸及配筋率作为变化参数,对墙体压弯剪复合受力性能进行非线性有限元分析。通过对不同墙体模型的承载力以及墙体截面正应力和应变等计算结果的分析,研究较大剪跨比密肋复合墙体的破坏形态及特征、受剪及受弯承载力的影响因素、压弯极限状态下墙体的应力及应变特征,为复合墙体正截面压弯承载力计算公式及构造措施的建立提供依据。经对比分析表明,有限元计算结果与试验结果吻合较好。因此,采用提出的有限元模型及方法得出的密肋复合墙体压弯剪复合受力性能的非线性有限元分析结果是可靠且可信的。

框支密肋复合墙结构振动台试验与数值模拟分析

基于1/6比例框支密肋复合墙结构模型的振动台试验,采用ABAQUS有限元软件,建立该结构的非线性有限元模型,并对该结构在试验的几种典型工况下的地震反应进行数值模拟计算,选取了具有代表性的加速度、层间位移角、结构破坏形态等分析结果,与试验结果进行对比。分析结果表明:数值模拟与振动台模型试验吻合较好,证明了模型试验的可靠性和数值模拟的合理性,进而得出了本结构的动力特性与地震响应基本规律,为今后该结构的工程实践和科学研究提供了基础。

竖向荷载作用下带纵向加强肋复合墙体受力性能研究

为研究带纵向加强肋复合墙体在竖向荷载作用下的力学性能,设计并制作一榀1/2缩尺比例模型墙体进行竖向均布荷载作用下的试验研究,探析复合墙体的破坏过程及墙体内钢筋应变在加载过程中的变化规律。采用ABAQUS软件建立不同工况下墙体的数值模型进行数值计算,分析影响墙体竖向承载力的主要因素。结果表明:复合墙体在竖向均布荷载作用下经历了弹性阶段、弹塑性阶段和破坏阶段;墙体破坏由上层角部砌块压碎剥落开始,最终由于框柱柱脚混凝土压碎、钢筋外鼓而失效;试验墙体的屈服荷载为250kN,破坏时极限荷载为300kN;墙体受力过程中,底部肋梁受压,上部肋梁受拉,中部肋梁钢筋应变在0~50με之间;框柱混凝土强度对墙体竖向承载力影响最大,肋梁配筋率对墙体竖向承载力影响程度最小。