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。

装配式轻钢框架-短肢组合墙结构抗震性能研究

为研究装配式轻钢框架-短肢组合墙结构的抗震性能,对3个足尺试件(1个轻钢框架结构、1个轻钢框架-短肢桁架结构、1个轻钢框架-短肢桁架组合墙结构)进行了低周反复荷载试验。分析了结构破坏模式、滞回曲线、承载力、刚度退化、变形性能、耗能和应变。结果表明:短肢桁架以及短肢桁架组合墙作为结构第一道抗震防线,高效提升了轻钢框架结构的抗震性能;相对于轻钢框架结构试件,轻钢框架-短肢桁架组合墙结构试件的极限承载力提高了28482%,初始刚度提高了24446%;组合墙内的短肢钢桁架与混凝土的共同工作性能良好,混凝土的约束作用抑制了短肢桁架的屈曲失稳,短肢桁架提高了组合墙核心混凝土的变形能力。所提出的装配式轻钢框架-短肢组合墙结构传力路径明确、抗震性能优越、装配便捷,特别适用于低、多层装配式轻钢组合结构,其设计思路同样可用于其他装配式钢框架结构。

超高性能混凝土预制板-叠合剪力墙抗震性能研究

通过对1片现浇混凝土剪力墙和4片超高性能混凝土(ultra-high performance concrete, UHPC)预制板-叠合剪力墙抗震性能试验,研究了其滞回性能、抗弯承载力、延性、刚度和耗能能力等指标,分析了高宽比、聚乙烯泡沫(expanded polystyrene, EPS)芯模置换和竖向钢筋连接方式对其抗震性能的影响。结果表明:与现浇混凝土剪力墙相比,UHPC预制板-叠合墙具有优异的抗震性能,最大受弯承载力增大;UHPC预制板和钢筋桁架可较好地与空腔内现浇混凝土协同工作;UHPC叠合墙的滞回曲线、骨架曲线和刚度退化曲线与现浇混凝土剪力墙趋势基本一致;在本试验剪力墙的高宽比范围内,高宽比越小,UHPC预制板-叠合墙的受弯承载力和刚度越大,耗能越差;EPS芯模置换可提高叠合剪力墙屈服后的耗能能力,降低了UHPC叠合墙的延性;仅采用暗柱竖向钢筋与底座进行连接,对UHPC叠合墙的受弯承载力和耗能影响较小,但却可以很大程度方便施工。

装配式部分包覆钢-混凝土组合剪力墙受弯承载力计算

为研究装配式部分包覆钢-混凝土组合短肢剪力墙的受弯承载力和抗震性能,设计制作了5片短肢剪力墙。通过拟静力试验,分析轴压比、翼缘板厚度、混凝土强度和型钢强度对试件破坏形态、滞回性能、受弯承载力、变形能力、刚度退化和耗能能力的影响。试验结果表明:短肢剪力墙表现为典型的压弯破坏;轴压比由0.4增大至0.6,试件的承载力及延性均降低;翼缘板厚度的变化对试件的承载力和延性影响较小;随着混凝土和型钢强度的增大,试件的承载力随之增大;罕见地震作用下,试件表现出良好的抗震性能,提出部分包覆钢-混凝土组合剪力墙受弯承载力计算公式,计算结果与试验值吻合度较高。

基于GIOWA算子的夏热冬冷地区装配式钢结构墙体保温优化方案比选

随着建筑节能技术的不断进步,复合墙体保温系统也不断创新,复合墙体保温系统从大的方面来看,可以划分为外墙外保温系统,外墙内保温系统等,为响应国家大力发展建筑业的呼吁,其在实际应用中的适用性需要进一步研究,将优化后的装配式钢结构节能方案与未做保温方案进行适用性综合评价,结果表示对装配式钢结构复合墙体进行节能优化设计很有必要。选择GIOWA算子作为适用性评价建模方法,选定环境影响性、安全防火性、节能性、经济性、市场接受程度和墙体厚度作为外墙适用性综合评价因素,以我国夏热冬冷地区4个典型城市(重庆,徐州,南昌,遵义)为研究对象,进行方案比选,研究其在不同城市的方案适用性。结果表明:重庆地区想要选择降低能耗并且兼具经济性的方案为挤塑聚苯板作为保温材料的方案三,徐州、南昌、遵义地区想要选择降低能耗并且兼具经济性的方案为玻化微珠无机保温板作为保温材料的方案四。

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。

一种无凹槽壁的预制预应力叠合梁柱节点施工技术研究

文章从试验研究和现场实践两个方面,阐述无凹槽壁的预制预应力叠合梁柱节点的应用情况。在试验研究方面,通过对3个试件的低周反复试验,研究试件的破坏形态、耗能、延性和强度指标,并提出试验结论;在现场实践方面,通过具体工程案例,阐述无凹槽壁的预制预应力叠合梁柱节点在节点优化设计、钢筋连接、模板安装等方面的实施情况。通过两方面内容阐述无凹槽壁的预制预应力叠合梁柱节点的可行性.

装配式轻钢框架–钢丝网架珍珠岩复合墙板结构振动台试验

为发展高效抗震、绿色节能、施工便捷的装配式村镇住宅建筑,提出了一种适于村镇低层住宅的低能耗装配式轻钢框架–钢丝网架珍珠岩复合墙板结构,轻钢框架由方钢管混凝土柱、H型钢梁、双L形带斜向加劲肋梁柱节点及预制混凝土楼板构成,钢丝网架珍珠岩复合墙板由钢丝网砂浆内外叶复合珍珠岩板夹心聚苯板构成,钢丝网架珍珠岩复合墙板单元包裹咬合轻钢框架,墙板单元间采用企口连接。进行了两层轻钢框架–钢丝网架珍珠岩复合墙板足尺结构的振动台试验,激振包括白噪声在内的57个工况,各工况的地震动峰值加速度PGA在0.07g~1.50g,分析结构的破坏过程、刚度退化、位移、应变等动力响应。结果表明:轻钢框架与钢丝网架珍珠岩复合墙板共同工作性能良好,钢丝网架珍珠岩复合墙板对结构刚度有显著的贡献;随地震峰值加速度的增大,结构自振频率降低,阻尼比增大;在8度设防地震作用下结构最大层间位移角为1/361,基本处于弹性状态;8度罕遇地震作用下,结构没有明显的破坏;在极罕遇地震作用下,外墙板损伤明显,轻钢框架损伤较轻;钢丝网架珍珠岩复合墙板与轻钢框架包裹咬合式柔性连接,具有滑移摩擦消能减震的作用。该结构体系在村镇低层住宅建筑中有广阔的应用前景。

装配式轻钢-尾砂微晶发泡板组合墙抗震性能试验研究

研发了一种轻钢-尾砂微晶发泡板组合墙,为研究该组合墙抗震性能,进行了4个足尺试件的低周反复荷载试验。分析了不同参数试件的破坏特征、承载力、滞回性能、刚度退化和耗能能力。进行了有限元数值模拟,计算结果与试验结果吻合较好。研究表明:轻钢-尾砂微晶发泡板组合墙的轻钢龙骨、钢筋和尾砂微晶发泡板受力时协同工作。尾砂微晶发泡板强度的提升,增强了对轻钢龙骨的约束作用,提高了试件的抗震性能。在龙骨间填充粉煤灰砌块后,增强了对龙骨的约束作用,改变了组合墙破坏形态,并显著提高了组合墙的抗震性能。当尾砂微晶发泡板采用拼板时,由于拼板墙体整体性较差,对轻钢龙骨约束能力减弱,其承载力、刚度以及耗能能力均较大程度被减弱,在考虑抗震设计时不宜采用拼板的构造形式。

装配式建筑技术助力现代宜居农房建设——以安徽省长丰县吴山镇龙门里绿色农房项目应用实践为例

装配式绿色农房采用工业化生产方式建造,可节约水资源、节约材料、节省工期等,具有成本经济、绿色环保、外观设计新颖、居住功能齐全、建设速度快,抗震、保温、隔热、隔音性能良好等优点。发展装配式绿色农房符合国家产业政策,能极大地改善农民居住条件和居住环境,提升乡村风貌。《乡村振兴促进法》第三十八条指出:“鼓励农村住房建设采用新型建造技术和绿色建材,引导农民建设功能现代、结构安全、成本经济、绿色环保、与乡村环境相协调的宜居住房”。由此可见,在农房建设中大力推广装配式绿色农房对于促进建筑产业现代化,助力宜居宜业和美乡村建设具有重要意义。本文重点介绍了冷弯薄壁型钢轻聚合物复合墙体装配式建筑体系在长丰县吴山镇龙门里装配式绿色农房项目上的应用。

装配式轻钢复合墙体生产安装技术研究

本文对装配式轻钢建筑复合墙体的生产、安装技术进行研究,提出复合墙体工厂预制生产、现场密拼安装的装配化施工方式,外墙面板采用氟碳漆饰面保温一体板,内饰板采用抗倍特板,通过加工排版深化,内外面板均在工厂按尺寸预制加工成条状,内饰板竖向分条安装,外面板横向分条从上到下安装,通过连接件安装于龙骨上。通过装配式公厕等实际工程的应用,对装配式轻钢复合墙体预制生产、密拼安装的装配化施工技术进行探讨,对本技术的加工深化设计、工艺流程、关键环节进行了总结,该技术实施效果良好,可为装配式轻钢建筑的生产、施工提供参考。

弱框架-轻钢复合墙体装配式房屋结构体系

借用砌体结构中圈梁-构造柱的概念,提出了一种弱框架-轻钢复合墙体装配式房屋结构体系,对该结构体系的基本组成、连接方式及构造措施进行了详细介绍;总结了该结构体系具有装配化程度高、安全裕度大、抗侧刚度和抗侧承载力高、经济效益好等特点,并对其设计理念以及设计步骤进行了阐述;以某宿舍楼实际工程为例,结合有限元分析软件SAP2000建立6层房屋整体结构模型,对其进行反应谱分析和弹塑性动力时程分析;最后剖析了该结构体系在应用过程中面临的主要问题和相应解决对策。结果表明:新型装配式房屋结构体系具有较好的整体性,各项指标均满足中国现行规范要求;在8度罕遇地震下,新型房屋结构体系弹塑性层间位移角满足规范相关规定,抗震性能良好;该新型房屋结构体系符合绿色可持续发展目标和建筑产业化进程,具有较好的推广价值。

基于装配式交叉U型连接件的钢板混凝土组合剪力墙-钢梁节点性能有限元分析

为了深入研究基于装配式交叉U型连接件的钢板混凝土组合剪力墙-钢梁节点的力学性能,采用精细化通用有限元软件ABAQUS 6.14对基于装配式交叉U型连接件的钢板混凝土组合剪力墙-钢梁节点模型进行了单调荷载和低周反复荷载作用下的数值模拟,研究了U型板厚度、U型板长度以及钢梁跨高比对该节点力学性能的影响。结果表明:基于装配式交叉U型连接件的钢板混凝土组合剪力墙-钢梁节点具有良好的塑性变形能力和抗拉承载力,各节点模型的滞回性能良好,等效粘滞阻尼系数在0.3029~0.4001之间,具有良好的耗能能力;U型板长度对节点初始刚度和能量耗散影响不明显;U型板厚度在12 mm左右时,节点模型的延性及耗能能力均表现良好;随着钢梁跨高比的增加,节点的转动刚度增加,耗能能力显著提高,延性增加。

夹心复合外挂墙板与钢框架点式连接节点的静力性能试验研究

针对夹心复合外挂墙板与钢框架的连接节点,分析下节点可能承受的荷载组合方式,并通过抗拉、抗压、抗剪试验,研究墙板下节点的破坏形态和承载性能。试验结果表明,下节点承载能力主要受垫板和螺栓影响较大。通过与实际工程中相同尺寸墙板节点的极限承载力计算值对比可知,此类墙板节点能满足工程需要。最后,采用软件ABAQUS近一步考察了下节点的受力性能。研究结果可为类似外挂墙板的节点优化提供参考。

“产业化节能建筑”住宅房屋结构的试验研究

"产业化节能建筑"住宅房屋以钢框架为主体结构,并采用钢筋混凝土轻质叠合楼板和整体预制复合外墙板。为研究这种房屋结构的抗震性能,进行了两层足尺结构模型的模拟地震振动台试验和有限元分析。对无墙板、X向外挂墙板和Y向外挂墙板三种不同结构状态,以及Y向外挂墙板时采用三种不同螺栓拧紧力矩的工况,分别输入三条实际地震动,按8度区调整其峰值加速度,测定模型结构的地震反应。对五种不同状况的模型结构进行有限元时程分析,研究结构的抗震性能以及外挂墙板对框架结构抗震性能的影响。试验和分析结果均表明,该房屋结构总体上具有较好的抗震性能,钢筋混凝土轻质叠合楼板和整体预制复合外墙板能够经受8度大震考验,墙板的不同螺栓拧紧力矩对结构的地震反应影响不大,轻质叠合楼板与梁柱的连接部位需要进一步加强。

地下粮仓钢-混组合仓壁竖向节点受弯性能分析

装配式钢-混组合地下粮仓具有节能、低损、保障粮食品质的优点,但钢-混组合仓壁竖向节点的结构形式和力学性能仍是制约其广泛推广应用的关键难题。为此,该研究提出一种适用于装配式钢-混组合仓壁的新型节点,利用两点对称加载受弯试验研究其在弹塑性阶段的受弯性能,并与无节点钢-混组合仓壁试件进行对比,分析了各试件在荷载作用下的破坏形态、内力和变形规律。结果表明:各试件的位移与应变均随着弯矩的增加而增加,整体呈现上部受压,下部受拉的受力形态;相较于无节点试件和无梯形传力钢板试件,新型节点试件刚度显著增加,抗弯承载力分别提高了15%和17%;相较于无梯形传力钢板试件,新型节点试件屈服荷载提高了29%;传力钢板和内防水钢板拉应变均随跨中弯矩增大而线性增大,在新型组合节点中两者可共同发挥抗拉作用。研究结果可为装配式地下粮仓和类似地下结构受弯性能分析提供参考。

轻钢桁架龙骨外墙挂板抗弯刚度分析及试验研究

在装配式钢结构住宅建筑发展过程中,对外围护体系提出了新的要求。本文研究一种应用于钢结构住宅的新型轻钢结构外墙挂板,分析挂板的抗弯刚度并进行试验研究。研究轻钢桁架龙骨外墙挂板使用阶段刚度,通过对墙板刚度的理论分析确定影响墙板刚度的因素。共选取了桁架龙骨个数、桁架龙骨高度、龙骨钢筋直径以及内外饰面板的厚度这四个因素,通过四组共12个3600×2400 mm的足尺模型进行试验,探究了在单调荷载作用下各个因素对墙板的刚度影响,试验发现改变龙骨的布置及设计能大幅改变墙板的刚度。根据试验数据计算得到墙板实测刚度值,对比分析不同的刚度理论值与实测值,确定对桁架龙骨刚度进行分析的计算方法可有效的反映墙板整体的刚度,最大误差为13.5%。本文的研究可以为这类轻钢外墙挂板的刚度设计提供参考。

装配式钢套管混凝土组合剪力墙竖向受拉-水平滞回荷载试验研究

进行6个剪跨比为1.62的装配式钢套管混凝土(CFST)组合剪力墙试件的拟静力试验,研究钢管混凝土芯柱含量比、平面外偏心距、初始轴拉力对装配组合剪力墙抗震性能的影响,分析试件的破坏特征、滞回性能、变形和延性、承载力以及刚度退化和耗能。结果表明:装配组合试件的破坏形态整体为弯剪复合破坏,在竖向受拉-水平弯剪滞回复合作用下仍具有较高的承载力,滞回曲线饱满,变形和耗能较好,破坏时残余刚度大;剪切变形分量与总变形呈线性关系,约占总位移的21%;试件平均极限位移角1/42,平均延性系数5.0,表明组合剪力墙装配整体性较好。截面承载力参数分析表明抗剪承载力随钢管混凝土含量比增大而增大,而变形曲率随之减小;抗剪承载力随初始轴拉力和平面外偏心距增大而减小,适当的轴拉力能增大截面变形能力,但平面外偏心距对变形不利。

一种角钢边框带肋格复合围护墙板及制作方法

提出了一种用于装配式轻钢框架-组合墙结构的角钢边框带肋格复合围护墙板,角钢起约束作用且便于打孔与轻钢框架装配,混凝土墙板由钢丝网混凝土薄板面层和正交配筋混凝土肋格构成,肋格间可填充粉煤灰砌块、聚苯颗粒轻质混凝土等,混凝土薄板外可复合石墨聚苯板、尾矿微晶发泡板等。该墙板具有轻质、保温、隔声、耐火等优点。该墙板的混凝土采用再生混凝土,有利于建筑垃圾资源化。介绍了该墙板的设计细节、制作方法及装配工艺。

装配式钢结构住宅墙体分类及连接方式应用

介绍了装配式钢结构住宅的特点,阐述了其墙体材料分类比较及蒸压加气混凝土墙板和复合墙板与钢框架的连接节点形式和特点,分析了装配式钢结构住宅墙体技术存在的问题,并提出了相应的建议。