钢筋混凝土夹板墙加固石砌体片墙力学性能分析

为保护福州市平潭地区传统石头厝建筑的独特风格,本研究拟采用钢筋混凝土夹板墙对其进行加固并对其力学性能加以分析。为明确该加固技术对内、外墙的不同加固效果,首先,利用有限元数值分析软件ABAQUS分别建立了未加固、单侧加固和双侧加固的石砌体片墙试件的数值分析模型;然后,通过面外单向加载分析了混凝土加固层厚度及配筋率对加固墙体性的影响。结果表明,钢筋混凝土夹板墙能大幅度提高石砌体片墙的承载力,且随着加固层混凝土厚度的增加,墙体承载能力不断增大,但配筋率对加固效果的提高作用不明显。

薄壁方型钢管/竹胶板组合空芯柱轴心抗压性能

研究方形薄壁型钢管/多层竹胶板组合空芯柱(Square,thin-walled steel tube/multi-layered bamboo plywood composite hollow column,SBCC)的轴心抗压性能,揭示其受力破坏机理,为其工程应用提供试验和理论基础。考虑试件的截面尺寸、空心率及长细比对SBCC抗压承载力的影响,设计制作了15根轴心抗压试件,通过SBCC的抗压性能测试,考察测试过程中的破坏形态和变形特征,分析各因素对试件轴心抗压力学性能的影响规律。试验结果表明:SBCC轴心抗压失效主要有竹胶合板材料破坏、基体胶结面开胶破坏以及整体失稳破坏3种形态,总体上胶结面间的胶粘强度及长细比是决定破坏模式的主要因素。SBCC的轴心抗压承载力随组合柱竹净截面面积、空心率的增大而显著提高,随长细比的增大而降低。通过试验数据的非线性回归分析,建立了SBCC的轴心抗压承载力计算公式,公式估算结果与试验测试结果的误差在20%以内。该研究结果表明SBCC是一种轴心抗压性能较优异的钢/竹组合结构单元,可实现"以竹代木",作为工程结构用材的应用前景广阔。

落叶松胶合板复合墙体设计及其保温隔热性能计算

介绍了落叶松胶合板复合墙体的结构设计、保温隔热计算方法。对适于北京地区复合墙体保温隔热的计算结果表明:由水泥砂浆、落叶松胶合板覆板、保温材料以及石膏板等国产材料组成的木结构复合墙体,当保温层材料(聚苯乙烯泡沫塑料)厚度大于24 mm时,该墙体能够满足我国建筑规范中的保温隔热要求。

带约束拉杆钢管/竹胶板组合空芯短柱的偏心抗压性能

采用冷弯薄壁方型钢管和胶合竹板通过横向约束拉杆和结构胶黏剂复合成顺纹抗压的组合空芯短柱(thin-walled steel tube/bamboo-plywood composite hollow short column with binding bars,SBCCB),采用9个试件研究SBCCB试件的偏心抗压破坏模式、抗压承载力和影响规律。结果表明,SBCCB试件受压破坏形态主要为柱端开胶破坏、横向约束拉杆之间基体胶合界面开胶剥离破坏和胶合竹板局部压屈破坏;SBCCB抗压极限荷载随胶合竹净横截面积增大而提高,随着长细比和荷载偏心率的增大而降低,随空心率增大而增大;约束拉杆可有效延迟SBCCB的开胶剥离破坏,改变屈曲破坏模式,有助于试件抗压承载力的提高;相对于不带约束拉杆试件,SBCCB抗压极限应力提高约17.64%;局部翘曲随约束拉杆间距减小而减小,相对拉杆间距比3.0以下能确保较小的局部翘曲变形。薄壁钢管和胶合竹板能形成较好的复合抗压结构单元,该批试件平均值抗压强度达到18.54 MPa,展现了优异的抗压性能。SBCCB可作为绿色建筑材料广泛应用于现代装配式工程结构,同时拓展竹材的应用途径,实现"以竹代木,以竹代钢",具有很好的工程价值和应用前景。

薄壁方钢管/竹胶合板组合空芯柱偏心抗压试验研究

对9根薄壁方钢管/竹胶合板组合空芯柱(SBCC)进行了偏心抗压试验,考察了SBCC受压破坏形态,分析了SBCC长细比、偏心距、空心率和净横截面面积对其极限承载力的影响,建立了SBCC极限承载力计算模型.结果表明:SBCC受压破坏形态主要包括柱端部不同基体胶合面开胶和竹胶合板材料开裂破坏、柱身中部受拉侧不同基体胶合面开胶和抗压侧竹胶合板材料压屈破坏、柱整体开胶破坏.SBCC极限承载力随其净横截面面积增大而提高,随其长细比、偏心距和空心率的增大而降低.所建立的SBCC极限承载力计算模型可为其工程应用提供参考.

薄壁型钢管/胶合竹板组合空芯柱轴压试验研究

为研究薄壁型钢管/胶合竹板组合空芯柱的轴压性能,进行了3批试件的轴压试验,考察组合柱的破坏形态特征、抗压承载力和变形情况,综合分析了长细比、净截面尺寸、空心率、截面组配形式、横向约束拉杆排数和相对竖向间距比对轴压性能的影响。结果表明:组合柱的破坏形态为端部或中部开胶剥离破坏、柱端竹胶板压溃破坏、端部或约束拉杆间开胶压折破坏以及压曲整体失稳破坏;增大长细比引起失稳破坏的趋势增大,净截面尺寸增大是极限承载力提高的关键因素;截面组配形式能影响组合柱破坏形态特征;设置约束拉杆能提升组合柱的承压稳定性,优化约束拉杆排数和相对竖向间距比的设计,能明显改善材料界面的接触效应而提升承载力。通过非线性回归分析,建立了组合柱的承载力计算方法。

带约束拉杆薄壁型钢管-竹胶板组合空芯长柱的轴压性能

为了研究较大长细比带约束拉杆薄壁型钢管-竹胶板组合空芯长柱(SBCCB)的轴心抗压性能,采用4根试件进行轴压实验,考察SBCCB的破坏形态、特性、抗压承载力、变形情况;基于实验结果建立有限元模型,综合分析长细比、净截面尺寸、约束拉杆相对竖向间距比和排数对极限承载力的影响规律;通过非线性回归分析,建立了考虑约束拉杆相对竖向间距比、排数影响的轴心抗压承载力计算公式。结果表明:SBCCB的抗压破坏形态为柱端竹胶板压溃、局部开胶剥离破坏、压曲整体失稳破坏;随着长细比的增大,极限承载力降低,组合柱失稳破坏的趋势增大,发生失稳破坏的长细比限值在70附近;极限荷载不仅与净截面尺寸和长细比相关,而且受约束拉杆设计方式的影响较大;优化约束拉杆设置能有效延缓试件的开胶失效,改变破坏形态而提高极限承载力。

轻型木结构用落叶松胶合板/纸面稻草板复合墙体的设计及性能评价

通过热工计算结果显示,由水泥砂浆(20mm)、落叶松胶合板(11mm)和石膏板(12mm)及纸面稻草板等国产材料构成的轻型木结构复合墙体,当纸面稻草板厚度大于102mm时,该墙体能够满足我国建筑规范中的保温和耐火极限要求。

钢-竹组合箱形梁抗弯性能试验

采用2根冷弯薄壁U型钢作为箱形骨架,型钢外表面用结构胶黏剂黏结4块竹胶板,形成钢-竹组合箱形梁。以竹胶板厚度、薄壁型钢厚度及U型钢截面尺寸为控制参数,对6根组合箱形梁试件进行抗弯性能试验,测量各级荷载作用下型钢、竹胶板应变与挠度发展,分析破坏过程与破坏机制,探讨组合梁的抗弯刚度、正常使用极限荷载、承载能力极限荷载等抗弯性能。试验结果表明,组合梁整体工作性能优良,型钢与竹胶板黏结可靠,竹胶板厚度与U型钢截面尺寸的增大有利于提高组合梁的抗弯刚度与极限荷载,型钢厚度的增大有利于增强延性性能与极限荷载。研究表明,钢-竹组合箱形梁的破坏具有明显的延性特征,具有良好的安全储备,能够作为受力构件用于建筑工程。

冷弯薄壁C型钢-竹胶板组合墙体抗震性能试验

目的研究钢一竹组合墙体受力性能、破坏机理、抗震性能指标以及其承载力计算模型．方法组合墙体的骨架芯板为4根冷弯薄壁型钢，型钢翼缘用结构胶粘剂粘贴竹帘胶合板作为覆面板并用自攻螺钉固定，以竹胶板厚度、钢板厚度、c型钢翼缘、腹板尺寸等为参数，对6块组合墙体进行拟静力试验，观察各级荷载作用下型钢与竹胶板应变变化趋势，并依据弹性阶段组合墙体呈现的应力一应变关系及力的平衡关系等条件建立组合墙体承载力计算模型，并将其计算结果与试验结果进行对比分析．结果竹材覆面板的厚度对墙体刚度和承载能力影响不大，而芯部冷弯薄壁c型钢的厚度和截面参数对墙体承载力指标和抗震性能指标影响显著，组合墙体滞回曲线饱满，延性发展系数为1．33～1．54，承载能力试验值与计算值误差在10％左右．结论组合墙体组合效应突出，具有良好的延性和耗能能力，承载能力计算模型可靠．

薄壁C型钢-竹胶板组合箱型柱抗震性能试验

提出了一种新型的组合柱——以两块薄壁C型钢为基本骨架口对口拼接,在型钢腹板及翼缘处用结构胶黏剂黏结4块竹帘胶合板,形成截面形式为箱型的薄壁C型钢—竹胶板组合柱。以钢板厚度、长细比、轴压比等为基本参数,对5根组合柱进行了拟静力加载试验,观察组合柱在不同参数设置下的钢板、竹胶板的应变变化和荷载—位移滞回曲线,得到了组合柱的承载力指标和耗能系数、延性系数等抗震性能指标,在此基础上进行了组合柱的承载力计算方法分析。结果表明,长细比和钢板厚度对钢—竹组合柱加载初期的受力性能影响不明显,但影响柱子的后期极限承载力和刚度,而轴压比对组合柱的极限承载力和延性性能起着决定作用。根据钢—竹组合柱在弹性阶段的轴压力大小和应力—应变关系,提出了组合柱的力学简化模型及屈服承载力计算方法,其计算结果与试验值吻合较好。

薄壁型钢—竹胶板组合楼板抗弯性能研究

为了推进建筑楼板的轻型化,提出在两张竹胶板之间粘结两根薄壁C型钢,并用竹板条封边形成一种新型钢竹组合楼板,并进行3种组合楼板的试验研究及理论分析。①钢竹界面仅用粘合剂粘结的单纯胶结型;②钢竹界面用粘合剂粘结并钉入紧固件的复合胶结型;③钢竹界面采取粘合剂与紧固件并用,且在型钢两侧粘贴竹板条的型钢强化型。试验结果表明:螺钉紧固件有效地抑制界面连续的大面积脱胶,钢竹组合效应有所改善;型钢强化型组合板整体工作性能优良,能够提供较高的刚度和很高的承载力;新型组合楼板的力学性能可以满足作为建筑楼板的需要。根据组合楼板在正常使用阶段是理想的整体弹性变形试验结果,提出组合楼板抗弯刚度的计算方法;根据破坏阶段型钢的应力状态提出组合楼板极限抗弯承载力极限计算方法,据此计算的组合楼板跨中挠度及受弯承载力的计算值与试验值吻合较好。

带约束拉杆方钢管/竹胶合板组合柱轴压蠕变性能

对4根带约束拉杆薄壁方钢管/竹胶合板组合空芯柱(SBCCB)试件进行轴压蠕变试验以及蠕变后二次轴压破坏试验,考察试件的轴压蠕变特点、蠕变后受压破坏形态,并分析长期承载对SBCCB试件轴压极限承载力的影响.结果表明:SBCCB试件的轴压蠕变应变随试件长细比的增大而减小、随轴压应力水平增加而增加;不同长细比试件的蠕变应变-时间曲线均包含瞬态蠕变阶段和稳态蠕变阶段,温湿度变化对其局部蠕变有影响;蠕变对试件的轴压承载力、轴向及侧向变形能力有较大影响;基于流变力学理论的Burgers计算模型可较好地预测SBCCB试件的蠕变应变发展.

钢-竹组合结构体系设计方法

为了充分利用中国的竹资源优势,促进绿色建筑结构体系的建立和推广,提出了一种全新的轻型、低排、节能建筑组合结构体系——钢-竹组合结构体系,包括压型钢板-竹胶板组合墙承重的箱式结构受力体系和钢-竹组合梁柱结构构件受力体系;给出了钢-竹组合结构体系各个构件的制作方法和截面构造要求,指出了在钢-竹组合结构体系设计时应注意的各构件连接部位的构造要求及其现场施工安装方法。所得结论可为钢-竹组合结构体系在设计和安装过程中提供技术借鉴和参考。

钢-竹组合构件的受力变形和抗震性能分析

目的开发一种轻质、高强、抗震、环保型建筑结构构件应用于我国地震区,以提高地震区建筑物的抗灾害性能.方法利用胶粘剂把竹材人造板与冷弯薄壁型钢复合成为楼板、墙体、梁等钢-竹组合构件,分别进行受弯性能试验和拟静力试验,模拟地震作用下组合构件的受力变形.结果钢-竹组合墙体的荷载-位移滞回曲线饱满,延性系数、耗能系数最高分别达到了2.47和0.865,抗震性能指标较高;钢-竹组合楼板最大的极限荷载值为29.63 kN/m2具有很高的承载力和较高的刚度,若截面设计合理构件破坏前的预兆明显,具有很好的延性;钢-竹组合梁在85 kN的荷载下仍没有破坏,具有较大的抗剪能力储备,荷载作用下的弯曲变形明显,破坏过程典型,可布置塑性铰.结论钢-竹组合构件是抗震性能优良的轻质、高强型组合构件,适合于地震区建筑结构中应用,具有巨大的市场潜力和广阔的应用前景.

不同覆面材料SIP墙体抗剪性能研究

以木质OSB、重组竹、竹帘胶合板为SIP墙体的覆面材料,测试这三种材料覆面SIP墙体在单向及往复载荷作用下的抗剪性能。结果表明:往复载荷作用时的极限载荷、抗剪强度、峰值位移、极限位移比单向载荷作用时下降,但弹性阶段刚度有所提高。往复载荷作用时,在逐级加载过程中墙体刚度逐渐退化;三种材料覆面SIP墙体,抗剪强度分别为16.5k N·m^(-1)、18.4k N·m^(-1)、17.4k N·m^(-1),弹性阶段刚度依次为1476.4k N·m^(-1)、1140.7k N·m^(-1)、934.6k N·m^(-1),耗能分别为5595.4J·m^(-1)、5488.7J·m^(-1)、5450.2J·m~(^(-1));随加载次数及位移增大,墙体内部损伤累积,耗能能力减小。

高强覆塑镜面竹胶板木体系墙体模板施工技术

综合介绍了高强覆塑竹胶板墙体模板的加工及拼装原则,配模设计、龙骨配设、加固方式以及相互之间的拼接方式及其施工质量要求,指出该技术具有方便拆装、外观效果好等特点,从而推广该技术的应用。

竹胶板-薄壁钢管约束收尘石粉混凝土组合柱轴压性能

提出一种新型的竹胶板-薄壁钢管复合约束收尘石粉混凝土组合柱(BSDCC),对10根BSDCC试件进行轴压试验,考察试件的破坏特点和形态,调查收尘石粉混凝土的含量率和强度、试件长细比、截面组合与拉杆约束方式、拉杆间距比对试件承载能力和变形的影响规律。结果表明,BSDCC试件的受压破坏形态主要为试件中部约束拉杆之间竹胶板的层间开胶剥离和材料压折破坏、竹胶板与钢管的开胶剥离破坏。相同条件下,收尘石粉混凝土含量率对试件的极限承载力无明显影响,对变形有重要影响,改变试件的破坏模式;混凝土强度、截面组合与拉杆约束方式对约束作用的影响大;承载力随着长细比、拉杆间距比增大而降低。通过回归分析建立了BSDCC的极限承载力计算模型。

木结构用落叶松集成芯板墙面板生产工艺技术

介绍以低质落叶松木段为原料,生产木结构用集成芯板墙面板产品的生产工艺技术,以及落叶松集成芯板墙面板的物理力学性能和结构性能。经有关测试(算)表明,落叶松集成芯板墙面板产品的各项性能达到了木结构用墙面板产品的技术要求,其生产成本可降低约500元/m3。

薄壁方形钢管/竹胶板组合空芯短柱抗压测试

对带约束拉杆和不带约束拉杆2组各5个薄壁方形钢/竹胶板组合空芯短柱(SBCC)进行轴心抗压试验,考察SBCC受压破坏形态,重点分析横向约束拉杆对试件破坏特征荷载的影响.结果表明:不带约束拉杆试件以竹胶合板基体之间的开胶破坏为主,而带约束拉杆试件主要为柱端材料压折破坏.相对于不带约束拉杆试件,带约束拉杆试件的开裂破坏荷载提高约19.4%,平均极限承载荷载(平均极限压应力)提高约17.2%,轴向压缩变形和压应变均有提高.拉杆约束可抑制SBCC短柱的开胶失效,改变其极限破坏形式而提高其抗压能力.