新型轻质装饰结构一体化墙体单元拼接部位热工性能研究

对于装配式建筑来说,其墙板拼接部位通常存在热桥缺陷,是影响其系统整体热工性能的重要因素,进而造成墙体传热量计算出现偏差。本文针对一种新型的轻质装饰结构一体化墙体单元拼接部位的热工性能进行了系统研究,通过截取有效计算单元,以有拼接缝有无隔热填充、不同勾条材质等为基本参数,利用有限元软件Therm进行了二维稳态热工仿真分析,得到了在不同参数条件下的热工性能变化规律,并提出了后续优化设计建议。

全钢架保温棉墙体轻简化日光温室的创新设计与建造

为有效解决传统温室造价高、用工多等问题,有效提高日光温室的建造效率,提升设施农业科技水平,创新设计了全钢架保温棉墙体轻简化日光温室。全钢架保温棉墙体轻简化日光温室是以轻质材料保温棉(玻璃丝棉)为墙体(包括后墙、山墙)、以全钢骨架组装配套的日光温室,相对于传统土墙温室,具有建造成本低、建造周期短、施工轻便、建造及拆卸方便,节省土地、不破坏自然环境,抗风、抗压能力强,空间大,有利于组装并应用智能水肥一体化、远程终端控制等物联网设施设备,便于设施园艺新产品、新技术的组装配套等优势。建造1座长70 m、跨度10 m的全钢架保温棉墙体轻简化日光温室,造价约为13.87万元,平均198.14元/m^(2),比传统土墙温室总成本减少3万元以上,适宜在河西走廊及西北地区的戈壁、耕地上推广,特别适合在戈壁荒漠地区开展葡萄、樱桃等园艺作物产品的提早、延迟上市栽培,及其他水果及蔬菜、花卉等园艺作物的1年2茬或周年生产及种苗繁育。

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。

装配式轻钢复合墙体抗震性能试验研究

装配式轻钢复合墙体是一种集承重保温围护一体化的新型墙体。为研究轻钢复合墙体的抗震性能,以轻钢龙骨形式和填充材料类型为变化参数,设计了4个足尺试件进行低周往复荷载试验,得到了各试件的水平承载力、滞回特性和破坏特征,并分析了结构的抗侧刚度、耗能能力和水平承载力。结果表明:墙体轻钢骨架与内填材料协同工作性能良好,墙体的最终破坏表现为钢骨架强度破坏。水平龙骨由C型钢调整为双面扁钢可提高其水平承载力,但会降低墙体的延性和耗能能力;相较于内填泡沫混凝土填充墙体,内填聚苯颗粒泡沫混凝土墙体的水平承载力、刚度和耗能能力都有所降低,但延性有所提高。

分频北墙结构对日光温室内光热环境的影响

日光温室为中国特有的一种栽培设施结构,非对称的结构形式造成温室内南北光环境分布不均匀,一般墙体结构冬季夜间保温不能满足多数作物的生长需求。为构建具有保温蓄热能力、反射补光能力的多功能墙体结构,该研究设计了一种直接吸收太阳能的红外分频补光板(infrared frequency divided and supplementary light panel,IFDSLP),可对室内光热环境进行调节。合成了基于氧化锡锑(antimony tin oxide,ATO)-三氧化钨(tungsten trioxide,WO_(3))的水基纳米流体,将该纳米流体补充进IFDSLP内腔,作为传热分光工质。当IFDSLP集热面积为7.2 m^(2),光程为10 mm、体积分数为0.005%时,该流体工质在300~800 nm的植物光合有效波段中的平均反射率为79.6%,在近红外光波段中的平均吸收率为85.4%。该结构在增加温室北侧作物光照的同时,兼具温室夜间升温能力。IFDSLP系统的太阳能总利用率为71.9%,光热转换效率为36.4%,相比传统砖墙光辐射增加25%~28%,夜间空气温度平均提高1.5~2.0℃。该系统依托于现有日光温室结构,进一步改善了温室内的光热环境,是提高温室北墙全光谱利用率的有效途径。

旋挤钻法在软土及砂土地层施工灌注桩的研究

研究目的:采用常规旋挖钻法在地下水丰富的黏土地层和软土及砂土地层施工的灌注桩,部分灌注桩因坍孔出现扩径和缩径,扩径浪费混凝土,缩径使灌注桩不合格,由此提出把旋挖钻法改进为旋挤钻法,达到灌注桩轻微扩径不缩径不浪费混凝土的完整合格桩,本文对其展开研究。研究结论:(1)把旋挖钻法钻斗的慢速重钻改进为旋挤钻法钻斗的快速轻钻可行,可减小振动,挤密孔壁土,预防孔壁坍孔;(2)旋挤钻法成孔对于地表浅部极易坍孔地层用长护筒护壁,且护筒长度要大于极易坍孔地层厚度,对于易坍孔和不易坍孔地层用比重1.25和1.15等指标的泥浆护壁,且泥浆护壁是以垂直式的可控泥浆和离心力水平式的扰动土混合泥浆共同作用于护壁,迫使孔内部分扰动土与泥浆粘黏旋挤进入孔壁内,孔壁得到加固稳定不坍孔;(3)采用旋挤钻法在地下水丰富的黏土地层和软土及砂土地层施工的灌注桩,灌注混凝土充盈系数为1.02~1.03和1.04~1.05,均达到轻微扩径不缩径不浪费混凝土的完整合格桩;且成孔效率高,可减少污染、节约成本;(4)本研究成果可为铁路、公路等领域提高混凝土灌注桩施工质量提供参考。

木结构墙体空气声隔声性能

【目的】研究全频段范围内木结构墙体空气声隔声性能,明确限制常规构造木骨架墙体隔声性能的瓶颈,揭示设置隔声垫层、改变骨架类型、设置窗体等设计参数对墙体隔声性能的影响规律,提出高空气声隔声等级的木结构墙体体系,为木结构墙体在装配式建筑中的高效应用提供技术支撑。【方法】通过小尺寸材料层面的阻抗管法试验,比较分析60~6300 Hz频率范围内工业级弹性橡胶板(橡胶板)、聚氨酯橡胶隔音减震板(聚氨酯板)和聚苯乙烯挤塑板(XPS板)等隔声垫层的隔声性能;基于实验室法开展全尺寸墙体在100~5000 Hz频率范围内的隔声试验,通过1/3倍频程频段18个中心频率对应的单值隔声量,得到墙体计权隔声量(R_(w))、频谱修正量和隔声等级,并与装配式建筑中广泛应用的蒸压加气混凝土(ALC)墙体和正交胶合木(CLT)墙体进行比较。【结果】相较同一厚度的聚氨酯板和XPS板,全频段范围内橡胶板的隔声量较高,且其隔声性能随板厚增加而提高,试验范围内,10 mm厚橡胶板隔声效率最高。常规构造木骨架墙体的隔声量整体上随声波频率增加而提高,该墙体体系在125和3150 Hz处分别出现明显的共振隔声低谷和吻合隔声低谷,其R_(w)为43 dB,用作隔墙或围护构件时的空气声隔声等级分别为4和3级;在墙骨架和定向刨花板(OSB)间设置10 mm厚橡胶板后,受制于木龙骨的声桥作用,墙体隔声性能提升有限,R_(w)增至45 dB,隔声等级未发生改变,常规构造和设置橡胶板的木骨架墙体体系均不满足现行国家标准对普通住宅墙体的隔声要求。当墙骨架采用轻钢骨架且轻钢骨架两侧均覆面双层石膏板(GB)时,该墙体体系的R_(w)增至50 dB,用作隔墙或围护构件时的空气声隔声等级分别升至6和5级;在石膏板和轻钢骨架间设置10 mm压缩玻璃棉条后,R_(w)增至51 dB,隔声等级未发生改变,该轻钢骨架墙体体系满足现行国家标准对普通住宅墙体的隔声要求。与200 mm厚单层和复合ALC墙体相比,试验范围内轻钢骨架墙体的厚度和面密度分别降低35%和70%,但空气声隔声性能更高;针对道路交通、企业生产经营和日常生活等噪音对应的频率范围(160~630 Hz),该轻钢骨架墙体体系的隔声性能增加明显。在常规构造木骨架墙体基础上开洞安装R_(w)为33 dB的窗体,墙体在全频段范围内的隔声频谱特性曲线未发生明显变化,其R_(w)达44 dB,用作隔墙或围护构件时的空气声隔声等级分别为5和4级;常规构造木骨架墙体一侧的GB由单层增至双层、木骨架和OSB间设置10 mm厚橡胶板、木骨架和GB间设置金属减震龙骨制成复合墙体,在复合墙体上安装窗体,该墙体的R_(w)增至48 dB,且在低频段下的共振隔声低谷和高频段下的吻合效应低谷消除或明显变浅,用作隔墙或围护构件时的空气声隔声等级分别升至6和5级,满足现行国家标准对普通住宅墙体的隔声要求。【结果】与木骨架墙体相比,CLT墙体的空气声隔声性能较低;共振隔声低谷、吻合隔声低谷和声桥效应是限制常规构造木骨架墙体隔声性能的瓶颈因素,导致该墙体体系不能满足现行国家标准对普通住宅墙体的隔声要求。将木骨架替换为轻钢骨架,并设置隔声垫层、增加墙面板数量,能够有效提高墙体的空气声隔声性能。

玻璃幕墙反射光对周边住宅的影响分析

基于光环境幕墙分析软件对建筑物的光环境进行模拟,以杭州地区为例,分析探讨了建筑方位角、建筑与住宅相对位置和遮阳构件形态等因素对建筑光环境分析的影响规律,可为建筑方案中玻璃幕墙的设置提供指导。

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。

新型冷弯薄壁型钢墙体立柱轴压性能研究

为了研究喷涂式轻质砂浆-冷弯薄壁型钢墙体立柱的轴压性能,文章采用有限元分析和真实试验对比测试了立柱间距、立柱壁厚、截面尺寸、钢材强度等级、两侧砂浆厚度、横撑数量、立柱长度等参数对立柱轴压承载力的影响;结合新型墙体立柱的试验特征,构建基于弹性稳定理论的力学模型,采用能量法和变分原理求解新型墙体立柱弹性屈曲荷载,进一步求解极限屈曲应力修正参数,得到新型墙体立柱轴压承载力的计算方法。结果表明:有限元分析的极限荷载、破坏模式、荷载位移曲线与试验结果较为接近;新型墙体立柱轴压承载力受两侧砂浆厚度、立柱间距影响不大,但随立柱高度增大而减小,横撑个数对纯龙骨立柱轴压承载力影响较大,而对新型墙体立柱影响较小;新型墙体立柱轴压承载力计算时,采用中国规范修正弹性屈曲应力并计算有效面积求得的极限荷载值小于试验值,建议按照中国规范计算的轴压承载力可乘以1.25的修正系数。

轻钢密肋墙体竖向极限承载力分析及试验研究

采用有限元软件ABAQUS对不同立柱截面尺寸、立柱间距、墙体高度的轻钢密肋墙体进行有限元数值模拟,研究不同因素对轻钢密肋墙体竖向极限承载力的影响。结合分析结果,设计了4片密肋墙体并进行静载荷试验。结果表明:轻钢密肋墙体数值模拟与试验的破坏情况较为一致,并且其竖向极限承载力的模拟值、试验值吻合度较好。依据GB 50017—2017《钢结构设计标准》中轻钢密肋墙体竖向极限承载力计算方法,将计算所得公式值与有限元模拟值、试验值进行对比,最大偏离度0.109,三者的比值均在0.95~1.11,极限承载力公式计算结果吻合较好。

建筑玻璃幕墙光反射影响分析

玻璃幕墙作为现代公共建筑外围护结构的常用形式,为建筑实现不同立面效果提供了更多的创作选择,但大面积、高反射的玻璃幕墙在建筑中的应用也对周边环境造成了光污染。以厦门市某幕墙建筑为例,通过现场调研确定受影响对象后,采用Ecotect软件进行光反射影响模拟,根据GB/T 18091—2015《玻璃幕墙光热性能》的相关要求进行评价分析,并提出该方法在幕墙光反射影响分析中的作用及不足,为相关设计单位进行建筑玻璃幕墙光反射影响评价分析提供参考。

装配式硅酸钙轻质隔墙安装施工工艺研究

以装配式硅酸钙轻质隔墙为研究对象,对施工工艺、技术要求、质量控制等方面进行详细介绍,分析施工重难点,根据施工全流程详细介绍施工各环节及相应施工要点,从验收要求、允许偏差两方面阐述质量控制措施,并提出施工注意事项。

建筑工程中轻质墙板板材的性能与应用研究

建筑工程中的轻质墙板板材是一种轻质、高强度、隔热保温、防水耐候性能优良的建筑材料,在建筑领域有广泛的应用,可以满足不同的需求,提高建筑物的性能和质量。文章研究了建筑工程中轻质墙板板材的性能特点及其在屋顶板材中的应用,希望可以为相关研究提供一定的参考。

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。

绿色环保建筑材料在建筑工程施工中的应用

探究了再生混凝土、无机纤维吸音涂料、轻型钢、光电幕墙、玻化微珠保温砂浆5种绿色环保建筑材料在建筑工程施工中的应用情况,并结合施工经验,概述了绿色环保建材的施工要点。应用再生混凝土时,遵循先筛、再分、后破处理工艺,并严格控制各物料配合比;应用无机纤维吸音涂料时,重点做好基面处理和成品保护;安装轻型钢时,做好质量检查和焊接加固;光电幕墙施工中,注意控制垂直度和做好密封处理;应用玻化微珠保温砂浆时,坚持现配现用,分多次涂刷砂浆至设计厚度。通过严格控制建材质量、加强施工技术控制,让绿色环保建筑材料得以推广使用。

通过嵌合管来增强负Poisson比结构的耐撞性能

为了提高结构耐撞性,从而实现车辆轻量化,提出了一种嵌合管(由薄壁方形管嵌入双箭头格子而组成的)具有负Poisson比的增强型结构。通过负Poisson比的收缩效应,来增强负Poisson比结构和嵌合管的耦合作用。建立了增强型结构的有限元模型,并通过压缩试验,来验证其准确性;通过数值方法,在轴向载荷下,比较双箭头点阵结构、结构填充管和嵌合管负Poisson比增强型结构的耐撞性能,并进行了参数分析。结果表明:与双箭头点阵结构和填充管结构相比,增强型结构的总吸收能量为1.12 MJ,提升了约40%;比吸能13.2 kJ/kg,提升了约30%;短梁的夹角70°、长梁的夹角40°、长梁厚度1.4~1.6 mm、短梁厚度1.2 mm的结构填充管结构,具有较大的比吸能和较小的碰撞峰值力;增加嵌管厚度显著提升耐撞性能,但结构质量急剧增加,嵌管厚度达到1.2 mm左右时,兼顾耐撞性和轻量化的需求。

超高薄型轻钢组合墙体系在大空间建筑中的应用研究

以某口岸管理区旅检大楼项目为例,对在大空间建筑中使用由冷弯薄壁型钢结构和连接件代替传统混凝土构造柱、圈梁的新型超高薄型轻钢组合墙体系的施工技术进行了研究。通过建筑信息模型技术深化,对超高薄型轻钢组合墙体系进行设计与复核,针对方案、图纸节点进行优化,为现场砌体结构施工、预留洞口、材料统计与分析等工作提供了有力支撑。

基于轻钢骨架复合保温墙体的建筑气密性做法研究

为了提升建筑能效和居住舒适度,本文通过介绍基于轻钢骨架复合保温墙体的建筑气密性做法,详细分析了气密性材料的选择与气密层设计、基础部位气密性控制与墙板气密性控制的技术要点。文章提出了通过优化材料组合和设计策略,实现建筑气密性提升的有效方法。研究结果表明:采用轻钢骨架复合保温墙体的建筑在气密性方面表现优异,能够有效阻止空气渗入,降低能耗,提高室内环境质量。

轻钢龙骨组合墙体抗气体消防冲击研究

通过对轻钢龙骨组合墙体立柱受力特性研究,结合有限元计算结果,分析了立柱不同高度、布置间距、布置方式、钢材材质以及型号对应力和变形的影响,得出相同高度的轻钢龙骨组合墙体,立柱壁厚增大、间距减小、钢材强度等级提高、采用对扣或背贴布置均有助于减小立柱应力比,墙体在抗气体消防冲击时,起控制性的因素为立柱挠度,在挠度满足要求时,立柱强度均满足要求。在各类洞口处均应布置加强立柱,用于抵消因开洞导致立柱不连续带来的墙体损伤,小尺寸洞口规格宜统一,大尺寸洞口规格应根据具体情况确定。墙体间隔一定距离设置补强立柱可改善整片墙体使用性能,有效控制破坏范围并向两侧分担墙体变形,提高墙体抗气体消防冲击能力。研究给出工业建筑考虑气体消防时,轻钢龙骨组合墙体通用立柱和加强立柱最大高度选用表,研究成果可用于同类工程实践。