自攻钉集块连接混凝土复合剪力墙抗震性能试验

提出了适用于装配式混凝土复合剪力墙结构的自攻钉集块连接构造,为研究自攻钉集块连接混凝土复合剪力墙的抗震性能,设计制作了3个剪跨比为1.39的足尺剪力墙试件,进行了低周反复荷载试验,主要变量包括自攻钉集块连接构造、自攻钉集块与后浇条带组合连接构造以及L形边框构造柱。分析了试件破坏模式、承载力、滞回特性、刚度及退化、变形能力、耗能性能和应变特征等。结果表明:自攻钉集块连接构造装配便捷,受力性能可靠;采用自攻钉集块与后浇条带组合连接构造试件的承载力及刚度相比自攻钉集块连接构造分别提高了8.54%和6.03%;设置L形边框构造柱的试件承载力、刚度及耗能分别提高了67.48%、129.33%和277.93%。自攻钉集块连接复合剪力墙具有良好的抗震性能,满足装配式低层住宅混凝土复合剪力墙结构的抗震设计要求,可用于实际工程。

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。

混合联肢部分外包组合剪力墙基于两阶段耗能的塑性设计方法研究

混合联肢部分外包组合剪力墙结构是一种典型的两阶段耗能结构体系。依据现行设计规范设计的混合联肢部分外包组合剪力墙结构对结构弹塑性阶段的整体性能缺乏考虑,在设防地震和罕遇地震作用下结构的屈服顺序难以控制。基于混合联肢部分外包组合剪力墙结构体系“小震不坏,中震可修,大震不倒”的三水准抗震设防性能目标,提出结构两阶段耗能的塑性设计方法。以目标位移和理想破坏模式作为预测结构弹塑性受力状态性能目标,针对不同地震水准下的性能目标,考虑耦连比对结构合理耗能机制的影响,将结构的能力曲线等效为三线型,改进了传统基于能量平衡的塑性设计方法,保证结构在设防地震及罕遇地震下实现理想屈服顺序,避免薄弱层产生。采用建议的设计方法设计了一个12层结构算例,并采用ABAQUS对算例进行推覆分析和弹塑性时程分析。结果表明,采用基于两阶段耗能的塑性设计方法预测的中震及大震下结构顶点位移角与数值分析结果误差分别为0.5%和12.1%,最大层间位移角满足结构弹塑性层间位移角的要求。算例结构能够实现“强节点弱构件、强墙肢弱连梁”合理的屈服顺序,保证结构预期的失效机制和不同地震水准作用下的性能目标,验证了基于两阶段耗能的塑性设计方法的有效性。

巨型钢框架-双钢板组合剪力墙住宅体系力学性能探究

在巨型结构体系的基础上提出巨型钢框架-双钢板组合剪力墙住宅体系。基于实际超高层混凝土住宅工程背景建立高度为156 m的计算模型,对其进行弹性反应分析及弹塑性时程分析以评估结构力学性能。通过对比主次结构不同的连接假定,探究主次结构连接方式对于结构整体性能及关键结构构件的影响。基于ABAQUS软件分析了次结构与双钢板组合剪力墙之间采用不同连接方式对剪力墙各部件的影响。最后对该结构体系进行经济性分析。研究结果表明:该结构体系能满足建筑户型无柱大空间设计要求且具有优良的力学性能和经济性指标,在设计中主、次结构连接推荐采用铰接连接。研究结果可为巨型钢框架-双钢板组合剪力墙结构的设计提供参考。

SiO_(2)/聚乙二醇200/碳纳米管剪切增稠液浸渍芳纶织物及其复合材料防刺性能

为优化高性能织物的防刺性能,采用SiO 2和不同长径比的多壁碳纳米管(MWCNTs)制备多相剪切增稠液(MSTFs),研究MWCNTs的长径比与添加量对剪切增稠液流变性能的影响及MSTFs芳纶复合织物的防刺性能。之后将MSTFs复合织物与碳化硅/聚氨酯(SiC/TPU)涂层织物叠层制备双层防刺复合材料,探究叠层顺序对层合复合材料抗穿刺性能的影响。结果得出:长径比较大的碳纳米管对提高剪切增稠液(STF)的增稠效果更优;随着碳纳米管含量的增加,剪切增稠效果逐渐增强。实验结果表明:MSTFs(0.4%MWCNTs-A)浸渍芳纶织物的最大穿刺载荷较纯STF浸渍芳纶织物提高154.33%;不同叠层结构中以剪切增稠液浸渍织物为面层、SiC/TPU涂层织物为背层的双层复合织物表现出更优的防刺性能。

高层装配整体式剪力墙结构叠合连梁抗震性能评估

叠合连梁为高层装配整体式剪力墙结构中的重要构件,其抗震效果直接决定剪力墙结构的抗震能力。为此,对高层装配整体式剪力墙结构叠合连梁的抗震性能进行评估。制备不同跨高比、不同锚固方式的高层装配整体式剪力墙结构叠合连梁试件,模拟了地震作用下各试件的抗震性能。试验结果显示:地震荷载较小时,各试件的破坏情况均不严重,仅叠合连梁边缘位置出现少量裂缝;随着地震荷载的增大,各试件的裂缝逐渐增多,损伤面积不断扩大,其中跨高比较高的试件损伤面积较小,裂缝分布面积较小。当连梁转角较大时,跨高比较高的试件梁端弯矩变化较小,其高层装配整体式剪力墙结构叠合连梁具有较为良好的抗震性能。

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。

大型地下工程装配式施工的经济和社会效益分析

重点阐述将装配式施工运用在大型地下污水处理设施中,在满足设计性能要求前提下所带来的经济和社会效益。首先对SPDW新型装配式体系在大型地下污水处理设施中的设计深化及相关技术应用进行分析,再通过SPDW新型装配式体系的实际运用,与传统装配式体系的经济及社会效益进行对比研究。

复合保温钢筋焊接网架混凝土剪力墙在高层建筑中的应用分析

文中结合工程实例,对复合保温钢筋焊接网架混凝土剪力墙的施工工艺流程及施工操作要点进行了介绍,同时分析了工程施工中存在的问题,并从管理体系和质量管控两个方面提出相关对策,希望为同类项目提供参考。

正交胶合木约束钢板剪力墙的约束板厚需求

为探究CLT板对钢板剪力墙的约束机理,基于ABAQUS对其进行有限元模拟。结果表明:相比于混凝土约束板,CLT约束板仅使得钢板剪力墙弹性阶段的最高承载力与刚度略微降低,但在一定程度上降低了结构自重,木材的高延性还可以在约束板产生较大面外变形时仍保持墙体的完整性,使得约束板可以持续发挥对钢板的约束作用。通过数据拟合,得到单面CLT板约束改进型钢板剪力墙在达到2 rad层间位移角时,约束板厚度与其面外变形关系的拟合公式。研究结果可为屈曲约束式钢板剪力墙的设计提供理论参考。

复合铅芯阻尼器减震性能研究及在剪力墙结构中的应用

剖析复合铅芯阻尼器的构成、作用机理与特点,对两个复合铅芯阻尼器进行了低周循环往复加载试验,试验结果表明,复合铅芯阻尼器屈服位移小,滞回曲线饱满,具有较大的耗能能力和较好的耐疲劳性能,采用双线性模型模拟阻尼器的力学性能偏保守,但对整体结构分析而言偏安全。最后将复合铅芯阻尼器首次应用在高烈度区山地高层剪力墙结构中,对附加复合铅芯阻尼器的高层剪力墙结构的耗能表现与减震性能进行了考察,分析结果显示,在多遇地震下,复合铅芯阻尼器使结构X向和Y向的层间剪力平均值分别降低了11.3%和15.6%,在罕遇地震下,复合铅芯阻尼器耗能占比达12%,阻尼器滞回曲线饱满,能够有效耗散地震输入能量和降低主体结构损伤,满足规范“大震不倒”的性能要求。

装配式复合齿槽连接剪力墙结构技术体系应用

为提升装配式剪力墙结构的质量与施工效率,降低建造成本,提出了预制墙板间竖向连接不使用灌浆套筒的装配式复合齿槽连接剪力墙结构体系,结合某高层住宅项目的应用,介绍了该新型装配式结构技术体系的优势和实施要点。

新型组合连梁控制结构体系

分析了连梁在水平力作用下的破坏机制,对连梁结构体系的发展及结构抗震控制进行了评述,在此基础上提出一种新型组合连梁控制结构体系,并对其进行了概念分析,提出了有待研究的若干关键问题。

新型钢筋混凝土叠合剪力墙抗震性能试验研究

进行了2榀新型叠合剪力墙的低周反复试验,研究了叠合剪力墙的破坏形态、滞回特性、变形能力、刚度退化、耗能能力。试验结果表明,剪式支架能够较好的连接两侧预制板,并使其与现浇层协同工作,保证叠合剪力墙的整体工作性能。

钢网构架混凝土复合结构多层住宅墙体抗震性能试验研究

钢网构架混凝土复合结构是一种免模板的新型钢-混凝土组合结构体系,由腹板开孔冷弯薄壁型钢和与之正交的型钢拉条构成钢构骨架,再外覆钢模网充当永久模板,最后浇入混凝土从而形成墙体和楼板等住宅建筑中的基本构件。通过4个钢网构架混凝土复合结构墙体在水平反复荷载作用下的拟静力试验,研究这种新型结构形式的剪力墙的破坏形态、滞回特性、延性、刚度退化等受力性能,分析其破坏机理。研究表明,此新型墙体在多层住宅结构中具有较高的承载力和较好的延性,其中型钢和钢模网共同影响着墙体的破坏形态,墙体中配钢能显著提高墙体的延性和承载力。在试验的基础上,对此墙体的设计计算方法进行研究,基于现行钢筋混凝土剪力墙的计算公式建议钢网构架混凝土复合墙体的承载力计算方法。

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。

密肋复合墙-剪力墙混合结构水平位移计算方法研究

密肋复合墙-剪力墙混合结构是把密肋复合墙与剪力墙组合起来,形成的一种新型联合抗侧力结构,有效解决了密肋结构在7度及以上地震烈度区建造高度、应用范围受限的问题。对水平荷载作用下复合墙-剪力墙结构的位移计算方法进行研究:依据Timoshenko梁基本理论,将密肋复合墙视为弯剪型悬臂墙,同时考虑其弯曲变形和剪切变形,采用变形连续化方法建立了结构体系的位移微分方程,以常见倒三角形荷载为例推导了密肋复合墙弯曲变形、剪切变形和结构总水平位移的解析表达式。算例分析表明:复合墙-剪力墙结构与框剪结构的刚度特征值、位移公式完全相容,后者可视为前者在复合墙抗弯刚度取无穷大时的一种特殊表现形式;结构侧移曲线呈现弯曲变形为主的弯剪型特征,但复合墙的剪切变形在总变形中占有一定比重,不应忽略。研究工作为复合墙-剪力墙结构的内力计算和抗震设计提供了基础。

钢-混凝土组合剪力墙抗震研究与发展

剪力墙是高层建筑抗震的主要抗侧力体系,随着大型复杂高层建筑的快速发展,对剪力墙抗震性能的要求也越来越高,钢-混凝土组合剪力墙就是一种抗震性能好的剪力墙。国内外在钢-混凝土组合剪力墙抗震研究方面,从抗震性能到设计方法和工程应用都取得了较快的发展。本文介绍了国内外有关钢-混凝土组合剪力墙抗震研究的部分成果,同时介绍了笔者提出的钢-混凝土多重组合剪力墙及其抗震研究情况,包括工程应用情况。已有研究表明:钢-混凝土组合剪力墙特别是钢-混凝土多重组合剪力墙,具有良好的抗震屈服机制和多道抗震防线,抗震耗能能力强,工程应用价值较大。

圆钢管混凝土边框剪力墙抗震性能试验研究

圆钢管混凝土边框剪力墙是在普通混凝土剪力墙基础上研发的一种新型组合剪力墙。其将圆钢管混凝土柱和普通混凝土剪力墙进行了优势组合,形成多道抗震防线。为了解该组合剪力墙的抗震性能,进行了3个1/5缩尺试件的低周反复荷载试验,其中包括1个圆钢管混凝土柱框架结构、1个普通混凝土剪力墙和1个圆钢管混凝土边框剪力墙。在试验研究基础上,分析了圆钢管混凝土边框剪力墙的承载力、刚度及其退化过程、延性、滞回特性、耗能能力及破坏特征。研究表明:圆钢管混凝土边框剪力墙的抗震性能比普通混凝土剪力墙显著提高,且其承载力、抗震耗能能力均高于圆钢管混凝土柱框架和普通混凝土剪力墙承载力、抗震耗能能力之和,可用于高层和超高层建筑的抗震设计。

新型装配式钢框架结构建筑体系研究与应用

近些年,我国开始大力推进装配式钢结构建筑的应用,国家和地方政府也相继推出多个政策来鼓励和促进其应用和推广,因此,装配式钢结构建筑体系得到了广泛的发展。东南大学、浙江东南网架股份有限公司、北京津西赛博思建筑设计有限公司以及天津大学等研究机构和企业依托"十三五"国家重点研发计划项目"新型框架钢结构体系建筑产业化技术与示范",针对当前装配式钢框架体系建筑在应用中存在的梁柱外露、工业化程度低、施工复杂等问题,提出多腔柱钢框架-支撑、多腔体框架-钢板组合剪力墙、新型框架-核心筒以及钢管混凝土组合异形柱框架结构等新型钢框架结构建筑体系,并对新体系建筑中的关键技术开展深入研究和工程应用,提高了我国装配式钢结构建筑的技术和应用水平,有利地促进了我国建筑工业化的发展。