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。

基于拉压杆模型的装配式混凝土挡墙结构设计方法

为了研究装配式混凝土箱体挡墙结构在水压力和土压力共同作用下的受力机理,提出了一种基于拉压杆模型的装配式混凝土挡墙结构设计方法.以体积和应变能为优化目标,采用Tosca软件对数值模拟得到的主要受力骨架进行拓扑优化.构建拉压杆模型,结合箱体挡墙结构的破坏机理,分析并推导出侧墙受压、临水面挡墙和集束连接受拉3种主要破坏模式的承载力公式.实际工程对比分析结果表明:进行900次模型优化后,优化形态和应变能基本保持不变;基于拉压杆模型的装配式混凝土箱体挡墙结构的承载能力低于规范值和有限元模拟值,但误差均保持在16%范围内,从而验证了该方法的合理性.

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。

自攻钉集块连接T形边框混凝土肋格复合墙板抗震性能试验

研发了混凝土框架(桁架)肋格填充发泡混凝土墙板,提出了T形边框与混凝土肋格复合墙板边肋的自攻钉集块连接构造。设计并制作了2个足尺自攻钉集块连接T形边框混凝土肋格复合墙板试件,包括1个十字形框架肋格墙板试件和1个人字形支撑桁架肋格墙板试件。进行了低周反复荷载试验,研究了各试件的破坏状态和滞回特性,分析了不同肋格构造对承载力、刚度、变形能力及耗能性能的影响。结果表明:十字形框架肋格墙板试件主要发生了发泡混凝土填充墙板及硬化砂浆面层的剪切开裂,人字形支撑桁架肋格墙板的破坏特征为混凝土桁架支撑的损伤失效;人字形支撑桁架肋格墙板试件的承载力和初始刚度相比十字形框架肋格墙板试件分别提高了74.3%和69.0%;十字形框架肋格墙板试件则具有较高的变形能力和耗能性能;自攻钉集块连接构造连接性能可靠,保证了T形边框与混凝土肋格复合墙板的协同变形。可为工程设计与施工提供参考。

新型横向连接装配整体式榫卯剪力墙结构抗震性能模拟分析

为加强装配整体式剪力墙的竖向接缝性能和墙体的整体性,在传统榫卯接缝的基础上,研究提出一种采用新型横向连接的装配式榫卯剪力墙,设置横向凹槽处的封闭环形钢筋闭合连接,并与纵向孔洞处的竖向钢筋绑扎形成钢筋骨架,以提高剪力墙的整体稳定性。设置1组现浇剪力墙、1组传统装配式榫卯连接装配式剪力墙、1组采用新型横向连接的装配式榫卯剪力墙,使用ABAQUS有限元软件模拟在低周往复荷载作用下不同墙体的受力情况及破坏过程,并且对比分析不同竖向接缝对剪力墙工作性能和抗震能力的影响。研究结果表明,采用新型榫卯横向连接的装配式榫卯剪力墙的刚度和承载能力与现浇剪力墙基本一致,能够满足“等同现浇”的要求。

集中配筋连接预制剪力墙抗震性能试验研究

针对现有预制混凝土剪力墙接缝施工容错率低、混凝土现场浇筑作业量大和钢筋锚固过长等不足,提出一种使用超高性能混凝土(UHPC)的集中配筋连接预制剪力墙。通过对比1片现浇剪力墙试件、3片不同接缝形式的集中配筋连接预制剪力墙试件的拟静力试验结果,揭示该类预制剪力墙的破坏规律和抗震性能、竖缝对墙体抗震性能的影响和连接钢筋的受力特点。采用ABAQUS软件对试件进行有限元模拟,分析轴压比和集中配筋率对试件抗震性能的影响。研究结果表明:预制试件与现浇试件具有相同的破坏规律,均为弯剪破坏;这2类试件的滞回曲线均较饱满,骨架曲线走势基本一致,耗能能力接近,且预制试件的最小承载力仅比现浇试件低5.6%,表明预制试件的抗震性能与现浇试件的抗震性能基本相同;竖缝对剪力墙承载力的影响较小,使剪力墙的延性和耗能能力有一定的削弱;不同竖缝形式预制墙的抗震性能相近但各有特点,竖缝形式预制墙采用UHPC出筋搭接具有更好的整体性,采用U形键槽的预制墙具有更大的刚度和更强的耗能能力;连接钢筋的应力分布具有典型受弯构件的特征;随着轴压比增加,模型的刚度和承载力不断增加,在轴压比从0.05增加到0.30时,最大的峰值荷载增幅发生在轴压比从0.05到0.10时,从承载力的提高、刚度、耗能和墙角抬高等方面考虑,试件的集中配筋率保持在90%~110%为宜。

金属波纹管连接混凝土防撞墙抗撞性能研究

【目的】研究装配式混凝土防撞墙抗撞性能。【方法】设计金属波纹管连接装配式混凝土防撞墙,并对其抗撞性能进行了试验与有限元研究,重点对水平撞击作用下装配式混凝土防撞墙破坏形态、受力全过程以及抗撞性能影响参数进行了分析。分别考虑防撞墙根部连接形式、连接钢筋间距与撞击能量对抗撞性能的影响。【结果】研究结果表明:摆锤撞击作用下,主要在试件背部产生环形并向四周扩展的裂缝,迎撞面撞击位置局部混凝土压碎,根部钢板与底座混凝土脱离;有限元模拟试件的破坏机理、冲击力时程曲线及跨中挠度时程曲线与试验结果基本吻合;随着撞击能量提高,构件冲击力峰值明显升高;增加底部角钢与钢板连接及加密连接钢筋均可有效降低试件跨中挠度。

带混合连接的装配式混凝土剪力墙抗震性能研究

基于完成的带水平连接的装配式混凝土剪力墙(precast concrete shear walls with horizontal connection,PCSW-HC)试验研究,提出了一种带混合连接的装配式混凝土剪力墙(precast concrete shear walls with hybrid connection,PCSW-HVC),其中,水平连接采用高强螺栓的“强”连接方式,竖向连接采用钢剪切键(steel shear key,SSK)的“弱”连接方式。首先,结合已完成的试验,建立带水平连接的装配式混凝土剪力墙的数值模型,通过对比试验与数值分析结果,验证了材料本构关系的选取、各部件相互作用关系设置的正确性。进一步,采用同样的建模方法,建立带混合连接的装配式混凝土剪力墙的数值模型。分析了不同竖缝型式和增设钢剪切键对带混合连接的装配式混凝土剪力墙抗震性能的影响,揭示了其损伤失效模式。结果表明:单片剪力墙模块分割成较小尺寸模块拼装后,抗侧刚度有一定程度的减小,但刚度退化更缓慢,剪力墙墙板损伤更小,具有更好的变形能力;在剪力墙模块之间的竖缝中增设钢剪切键后,提高抗侧刚度的同时还可以改善其刚度退化行为,与不带钢剪切键模型相比,单片剪力墙(Single模型)和竖向滑动双片剪力墙(Sliding模型)峰值割线刚度分别提高了14.9%和11.4%;带混合连接的装配式混凝土剪力墙的损伤失效模式为“钢剪切键塑性屈服-墙板模块底部损伤-墙板模块破坏”,实现了钢剪切键塑性屈服耗能与墙板塑性损伤转移的“双功能”控制。

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。

薄壁墙式墩结构装配式方案及其抗震性能分析

针对既有柱式墩预制拼装技术难以应用于截面横纵比大的薄壁墙式墩的问题,提出了一种节段水平并联的新型装配式桥墩结构方案,预制节段采用双向无黏结预应力筋、灌浆套筒及混凝土剪力榫混合连接.依托某国际机场飞机荷载宽幅桥梁工程实例,基于ABAQUS平台分别建立了新型装配式桥墩和现浇桥墩的精细化有限元模型,通过拟静力分析对比研究了2种桥墩抗震性能的差异,并讨论了预应力筋配筋率以及剪力榫埋深对新型装配式桥墩抗震性能的影响规律.结果表明:新型装配式桥墩与现浇桥墩在纵向水平荷载作用下呈现墩底塑性铰充分发展的弯曲破坏形态,而在横向水平荷载作用下则呈现弯剪破坏形态;相较于现浇桥墩,装配式桥墩纵桥向与横桥向水平承载力分别提高68.5%和43.0%,但残余位移分别降低49.2%和67.8%;增大竖向预应力筋配筋率可显著提升装配式桥墩的水平承载力,而增加水平向预应力筋配筋率和剪力榫埋深则对限制节段接缝处的相对变形作用明显.

新型震后可修复预制混凝土填充墙板抗震性能研究

为了解决预制混凝土墙板在强震作用下损伤严重、结构功能难以快速恢复的问题,提出了一种带防屈曲耗能杆的柔性连接预制混凝土填充墙板(flexible connected prefabricated concrete wall panel,FCWP)。首先,介绍了新型墙板的概念及工作原理;其次,采用ABAQUS有限元软件对耗能杆及预制混凝土填充墙板进行了有限元模拟;最后,对比分析了FCWP和传统刚性连接预制填充墙板(traditional rigid connected prefabricated wall panels,RCWP)在低周往复荷载下的受力机理及损伤模式。结果表明:RCWP加载初期预制墙板底部出现水平裂缝,墙板右底部出现逐渐向左上部延伸的斜裂缝,随着位移的持续增大,斜裂缝在墙板跨中贯通,结构破坏;FCWP中防屈曲约束耗能杆发挥了优异的耗能能力,预制墙板仅在底部及顶部与耗能杆连接部分出现裂缝,损伤程度较轻。所提新型柔性连接墙板应力及损伤显著低于刚性连接墙板,且损伤主要集中于耗能杆,具有较好的耗能能力和震后可恢复能力。

装配式再生细骨料混凝土内隔墙板性能研究

将废弃混凝土回收、破碎、筛分制得再生细骨料,采用再生细骨料替代天然砂制备装配式再生细骨料混凝土内隔墙板,对其抗压强度、干燥收缩、抗弯性能进行测试。结果表明:再生细骨料替代率为20%时,内隔墙板的抗压强度较基准组提高了10%;再生细骨料替代率为10%~20%时的干燥收缩值与基准组接近;再生细骨料替代率≤40%时制备的内墙隔板抗压强度、干燥收缩均符合JG/T 169—2016要求,且吊挂处无裂缝,抗弯破坏荷载为内隔墙板自重的1.5倍以上。采用再生细骨料替代天然砂可以降低内隔墙板的生产成本,也符合低碳的要求。

高层建筑中ALC内隔墙施工技术及质量检测研究

结合广州市花都区某高层住宅建筑开发项目,研究轻质蒸压加气混凝土隔墙板(ALC板)施工技术,结合项目实际对ALC隔墙板材料准备、ALC隔墙板存放进行规定,总结ALC内隔墙板安装工艺,对关键的施工技术、质量控制措施、安装质量检测指标及方法进行了详细说明。经过分析,采用ALC隔墙板施工技术较传统的现场浇筑混凝土墙板施工技术在生产成本上每1m2综合安装造价降低了18.0%,并且施工进度上前者是后者的150%,能带来显著的经济效益,具有广阔的推广应用前景。

预制H型混凝土板桩在软土地区深大基坑中的应用

以上海天安豪园二期C区项目为例,将五轴搅拌桩内插预制H型混凝土板桩应用到上海软土地区地下2层基坑中。详细介绍了H型板桩的设计方法、施工要点,采用规范算法预测基坑开挖期间围护结构变形,并与现场实测数据进行对比分析,结果表明,支护结构及周边环境均处于安全稳定状态,从而验证H型板桩围护的有效性。

钢框架+钢管混凝土束剪力墙结构装配式施工研究

以某市场升级改造工程为实例进行分析,研究钢框架和钢管混凝土束剪力墙结构体系在装配式施工中的应用。该工程采用了多层结构,其中地上主体结构采用了创新的钢框架和钢管混凝土束剪力墙结构,并详细探讨了该结构体系的结构优势以及装配率的计算方法。研究表明,钢管混凝土束组合结构住宅体系具有抗震性能好、施工周期缩短、工业化生产、现场装配化施工、节能环保等优点,对提高建筑工程的质量和效率具有重要意义。

外墙板承重型装配式混凝土住宅结构体系研究

普通剪力墙结构的住宅存在内部空间布置不太灵活的问题,框架结构的住宅常因较大的柱子而影响空间使用。为此,基于承重型外墙板、全预制楼板和楼梯,通过新型的楼层处连接构造方式,提出了一种外墙板承重型装配式混凝土住宅结构体系。研究表明:本结构的预制率和装配率高、构件体量适中、安装简便可靠,同时具有完善的设计依据和方法。本文结果可为相关研究提供参考。

不同盾构接收技术在地铁施工中的应用分析

盾构接收作为盾构施工过程中的关键风险环节,其技术选择对工程安全与经济效益具有显著影响。基于南京地铁三个车站的盾构接收案例,对比分析了传统“现浇混凝土挡墙”工法、“钢套筒”工法以及新兴的“装配式钢板箱”工法。通过适用条件、安全性能、施工工效、施工成本四个维度的综合评估,研究发现“装配式钢板箱”技术在盾构水中接收环节展现出显著的应用优势,特别是在应急抢险场景下的应用潜力,旨在为类似工程条件下的盾构接收技术选择提供理论依据。

某高层剪力墙住宅装配式设计与研究

为了推动装配式建筑高质量发展,江苏省制定多个相关地方标准,多个城市在项目用地条件中明确装配式建筑指标。文章以南京市某住宅项目为例,依据国家、行业、省、市规范、标准等要求,详细阐述了装配整体式剪力墙住宅装配式策划方案。装配式策划方案主要采用预制剪力墙、预制叠合板、预制楼梯、预制内隔墙板、全装修、干式铺装、BIM策划、标准化设计等技术,并对预制外墙板、厨房、卫生间防水构造等关键节点进行分析。

装配式防浪墙用清水混凝土配制与应用研究

为研究应用于装配式防浪墙的清水混凝土,进行了C60清水混凝土系列试验研究。配合比设计得到C60清水混凝土基础配合比、矿粉掺量试验研究对性能影响及最佳掺量值、黏度改性掺合料试验研究对清水混凝土性能影响,对应用技术特点做相关分析。结果表明:(1)基础配合比为m(水泥)∶m(矿粉)∶m(黏度改性掺合料)∶m(机制砂)∶m(碎石)∶m(减水剂)∶m(水)=440∶50∶80∶700∶1 015∶0.35∶160。(2)矿粉掺量增加,扩展度先增大后减小,氯离子扩散系数、电通量均逐渐降低,矿粉最佳掺量70 kg/m^(3)。(3)黏度改性掺合料掺量增加,坍落度、扩展度均先增大后减小;28 d抗压强度先增大后减小;劈裂抗拉强度先增大后减小;氯离子扩散系数先增大后减小;电通量先减小后增大,确定最佳掺量90 kg/m^(3)。

装配式GRC-PC复合墙板收缩性能的试验研究

文中开展了不同工艺条件下装配式GRC-PC复合墙板收缩性能的研究,并与单一材料墙板进行了对比。结果表明,GRC墙板与C30混凝土墙板的收缩应变随着时间的延长,呈现先快速降低后平稳的趋势;C30混凝土墙板的收缩应变稳定在-80×10^(-6)μm,较GRC墙板的收缩应变降低93.2%。与GRC墙板收缩应变相比,GRC-PC墙板的表面收缩应变及内部收缩应变的降低幅度分别为89.2%、94.9%;与C30墙板收缩应变相比,复合墙板内部的收缩应变降幅达到33.3%。加入钢丝网后,GRC-PC复合墙板+钢丝网的表面收缩应变开始下降,具有更好的抗裂性能。