220 kV全装配式混凝土户内变电站配电装置楼结构抗震设计

在国家电网“两型一化”发展战略引领下,提出了一种新型全装配式钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)户内变电站结构,该结构由全装配式RC框架结构和分布式连接全装配RC楼盖(discretely connected precast RC floor,DCPCF)组成。介绍了新型全装配式RC户内变电站结构数值分析方法,分析了某220 kV全装配式RC变电站配电装置楼地震响应规律,并与同型现浇结构进行了对比分析。结果表明:全装配式变电站满足抗震设计规范要求,结构安全可靠;全装配式变电站受由楼盖参与的高阶振型影响较大,设计时需考虑更多振型的参与;与同型现浇结构相比,在双向水平地震作用下,全装配式RC变电站整体结构的楼盖发生了较大的平面内变形,进而使得二者的地震响应存在较大差异;对结构大开洞楼层进行了楼板应力补充分析,发现DCPCF的应力小于现浇楼盖,结构的不规则布置使部分连接件所在区域出现应力集中,建议对楼板应力集中区域采取加强措施。研究结果可为全装配式变电站建筑结构的研究和应用提供参考。

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。

免支撑体系在装配整体式框架建筑中的应用分析

在装配式建筑施工过程中,针对预制构件的支撑问题,传统的施工工艺为在预制构件下方搭设满堂脚手架以作为临时支架,该方法具有施工工序多、造价高等缺陷,严重影响了施工进度与成本。论文以福然德运管研发中心建设项目为例,提出一种应用于装配整体式框架建筑中的纯免支撑体系,对该体系的设计与施工过程进行详细阐述。

极罕遇地震下大底板双塔楼PC隔震结构抗震性能分析

为研究极罕遇地震作用下大底板双塔楼PC隔震结构的抗震性能,采用ANSYS有限元软件对大底板双塔楼RC隔震结构和PC隔震结构进行了有限元模拟.对比分析了罕遇、极罕遇地震作用下两种结构的楼层位移响应、底板应力分布等动力响应和能量耗散情况.结果表明:相比RC结构,PC结构的自振周期和楼层位移响应增大,顶层加速度减小,上部结构塑性耗能增加,损伤严重;极罕遇地震作用下,两结构的隔震层变形显著增大,但耗能能力相对降低,上部结构耗能占比增大,建议在隔震设计时考虑使用较大直径隔震支座;极罕遇地震作用下,两结构塔楼连接位置处的大底板应力峰值均明显增大,故设计时应对塔楼连接位置采取相应的加强措施.

全装配式RC楼盖横板向传力性能试验研究及理论分析

为研究分布式连接全装配RC楼盖(DCPCD)横板向传力性能,完成了8个对边简支试件的竖向静载试验。基于共轭法提出了DCPCD横板向刚度的计算方法,并研究了板缝数量、板缝连接件数量、楼盖跨度和横板向与顺板向刚度比等参数对DCPCD横板向传力性能的影响。结果表明:DCPCD试件的板缝连接件受力性能良好,可有效地传递横板向弯矩和剪力,并能较好地协调相邻预制板的变形;基于共轭法的DCPCD横板向刚度计算方法的精度比最小截面刚度法和折线变形法高;减少板缝数量、增加板缝连接件数量均可有效改善楼盖横板向的传力性能,提高楼盖的竖向承载力和刚度;基于楼盖承载力与振动舒适度的要求,建议四边简支楼盖横纵向刚度比的取值范围为0.3~0.75。

装配式地铁车站外墙-底板节点抗震性能研究

针对装配式地铁车站结构,提出一种新型的车站外墙-底板连接节点。该节点通过车站单侧半预制墙板与底板伸出的竖向U型钢筋搭接连接来实现侧墙与底板间的内力传递。为研究该节点的抗震性能,结合实际工程设计制作PSJ1,PSJ2和PSJ3这3个节点区位置各不相同的足尺预制拼装节点试件,并通过拟静力试验研究节点的破坏形态、承载能力、滞回性能以及U型筋搭接连接的传力性能。研究结果表明:U型钢筋的搭接连接能够有效传递钢筋应力;搭接连接区可能出现钢筋弯弧段的断裂破坏以及弯弧内部混凝土的压碎破坏,两种连接失效模式均可归因于钢筋与混凝土之间的黏结退化;将U型筋搭接位置设置于外墙的加腋段,可有效防止连接失效对节点抗震性能的影响,使节点的极限承载力进一步提高。

装配整体式框架-预制核心筒结构装配式设计策划

案例中项目是我国首例装配整体式混凝土框架-预制核心筒结构,项目为AAA级装配式建筑,也是三星级绿色建筑。通过前期策划装配式结构体系选型、装配式方案,结合设计、生产、运输和吊装条件,对装配式围护墙、装配式楼盖、预制核心筒和预制混凝土柱的结构设计和拆分进行策划。阐述各策划逻辑,探索预制核心筒技术的应用,为类似装配式办公建筑项目的策划、结构设计和拆分的实施提供参考,为项目的高效顺利施工创造条件,并为此类项目的标准化设计工作进行铺垫,同时促进我国新型建筑工业化中混凝土装配式技术全面发展。

预制装配式楼盖水平地震作用计算方法

针对预制装配式楼盖,按照合理的楼盖水平地震作用计算方法进行设计,可保证抗侧力主体结构破坏前楼盖保持水平传力的整体性。利用有限元软件(ETABS)对某5层框架结构模型进行中、大震弹塑性时程分析,并与底部剪力法、ASCE7-10推荐的经验放大法计算值进行对比,发现时程分析所得加速度值比后两种方法计算值偏大,说明用底部剪力法、经验放大法计算楼盖水平地震作用并进行连接设计存在安全隐患。基于ASCE7-16,考虑中美抗震区划及场地类别等差异,提出与中国抗震设计规范协调并考虑高阶振型影响的模态叠加法。针对不同地震烈度,利用提出的计算方法进行算例分析,计算结果表明:楼层加速度放大系数k沿建筑高度分布趋势一致;楼盖中震下实际水平地震作用SEhk中和大震下实际水平地震作用SEhk大分别能满足γEhSEhk中≤Rd/γRE和SEhk大≤Rk,即用所提方法计算楼盖水平地震作用并进行连接设计,楼盖可达到“中震弹性、大震不屈服”的性能目标。

板缝连接对全装配RC楼盖竖向振动特性的影响研究

为研究分布式连接全装配RC楼盖(DCPCD)中板缝连接对楼盖振动特性的影响,进行了2个DCPCD试件和1个现浇楼盖试件在四边简支条件下的对比试验。采用锤击法对3个试件进行模态试验,研究板缝连接件对DCPCD的模态振型、阻尼比和自振频率等模态参数的影响,并施加多种人行荷载激励,研究板缝连接件对DCPCD振动响应的影响。结果表明:板缝连接件可有效提高DCPCD的整体性,降低结构阻尼比,增大自振频率,大幅降低振动加速度;对基于正交双向异性板振动理论得出的DCPCD自振频率和峰值加速度的理论方法进行计算对比,与试验值吻合良好;分析了不同边界支承条件对DCPCD舒适度的影响,可通过改变边界支承条件使DCPCD满足舒适度要求;基于舒适度和经济性的考虑,建议横纵向刚度比取值在0.3~0.75之间。

装配式建筑预制楼板设计智能化应用技术探索

装配式建筑是实现建筑产业现代化的有效途径,随着装配式建筑新开工面积屡创新高,传统的建筑设计技术水平已经不能满足建筑产业化快速发展的要求。文章针对现阶段预制楼板智能化设计技术开发中面临的主要问题,提出统筹规划、一体化设计思路,力求通过智能技术结合设计平台的二次开发,解决装配式建筑设计效率低、门槛高等实际问题;同时,兼顾构件的标准化,从建筑设计前期到深化设计阶段,对其进行全面约束,从而实现设计的高效、准确、标准化程度高、节约建筑材料的目标。

重载多层工业厂房免撑免模装配式技术的创新与实践

针对当前装配式建筑成本高、工期长的难点,以具有大跨、重载、大层高、大体量特征的需要设置高大支撑模板的建筑结构为研究对象,按系统论的方法,将预制装配式混凝土楼盖进行解构,分析各组成部分在不同阶段的受力特点和关键技术指标;按装配式建造模式创新的原则,对现有通用装配式节点进行改进,研发了具有自主知识产权的水平楼盖全预制装配式建造体系及免模免撑工法。试点工程成功验证了该体系的安全性、经济性及施工便捷性。

自密实混凝土配制及预制叠合楼板生产

论文通过配制一种自密实混凝土或大流动性混凝土来生产免振捣或少振捣叠合板。首先对自密实混凝土的流动性、填充性、间隙通过性和抗压强度等性能进行测试,然后进行预制叠合楼板免振捣生产工艺试验。结果表明:对固定模台叠合板生产线,采用自密实混凝土或大流动性混凝土浇筑,可实现免机械振捣生产,减少噪音,提高效率。

轮压荷载作用下密拼缝叠合地下室顶板设计方法

轮压荷载下密拼缝叠合板和整浇板,因结构特征不同,存在内力分布差异。针对地下室顶板的载荷条件和使用功能,设计团队提出了具有良好工艺性能的强接缝构造。使用有限元分析方法,对考虑覆土影响的消防车荷载作用下的密拼缝地下室顶板进行分析,探讨拼缝数量、长宽比等因素的影响,并给出设计建议,为工程应用提供参考。

预制预应力免模少撑楼盖体系在“一带一路”工程中的应用

由中国武夷承建的肯尼亚中央银行社保基金大楼,是非洲地区首个采用中国自主知识产权装配式技术建造的超高层办公建筑。由于建筑造型的原因,该项目各层建筑平面均不相同,给预制方案的确定带来很大的困难。设计团队综合运用预制预应力空心楼板、槽型预制梁、叠合楼板等预制构件,实现了预制楼盖的免模少撑。同时,在建造中,全过程应用了智能建造技术。本项目的成功实施,获得了肯尼亚政府的高度评价。

叠合楼板结合面剪切试验

目的研究混凝土叠合板结合面的水平剪力,为叠合楼板桁架钢筋布置计算提供参考.方法对进行拉毛处理与光面未拉毛处理的试件进行结合面受剪承载力试验研究,得出新旧混凝土结合面抗剪强度试验值;计算叠合板在满足抗剪强度条件下的桁架钢筋合理布置间距.结果试件的结合面积为1 000 mm×1 000 mm,通过千斤顶加载到500 k N时,结合面没有任何错动现象;试件的结合面积为200 mm×300 mm,加载通过500 t压力机进行,表面拉毛试件在压力施加到183 k N发生的破坏,表面未拉毛试件在压力施加到110 k N发生的破坏.结论叠合板新旧混凝土结合面的抗剪强度,拉毛处理结合面强度为3.0 MPa,光面未拉毛结合面抗剪强度为1.8 MPa.实际工程中,小于9 m跨度的叠合楼板可不需要设置抗剪桁架钢筋.假设结合面粘结失效,计算仍能满足水平抗剪强度要求的桁架钢筋设置情况.叠合楼板跨度小于3.0 m时,腹筋直径选用4 mm,布置间距可选用600 mm;腹筋直径选用5 mm,布置间距可选用1 000 mm.

断层破碎带巷道底臌作用机理与控制技术

针对阳城煤矿-650南翼综机库(返修后为-650集中制冷硐室)底臌问题,采用现场调研和室内测试分析了底臌影响因素,包括断层破碎带影响、底板岩体质量差、底板浸水劣化和底板支护薄弱,其中前2条属于地质因素,要摸清参数分析利害,后2条属于人为因素,要优化设计设置防水。通过有限元模拟了原有支护和返修支护条件下底臌形成过程,模拟显示原支护条件下,巷道底板零位移标线距离巷道底板地坪7 m左右,零应变标线距离底板地坪10 m左右;底板有明显的3个区域:拉应变上升区、拉应变压缩区、压应变压缩区,其中拉应变上升区分布范围广且深度大(即零位移标线深度大),围岩应力作用下拉应变上升区持续位移是造成底臌的关键原因。返修方案优化了全断面支护并重点强化底板支护力,模拟显示返修后底板零位移标线距离巷道底板地坪约4 m,与原有支护条件下相比,零位移标线抬升约3 m,减小了底臌发生区深度,控底效果显著。由此,提出了以底板零位移标线深度(即底臌产生区深度)来分析底臌作用机理,在单一变量条件下,分析得出底板支护力σ、底板岩体强度σc、巷道埋深H及巷道半径R与底板零位移标线深度hs的相关函数分别符合对数函数、幂函数、线性函数和对数函数。其中底板支护力和巷道半径影响作用显著,底板岩体强度影响作用次之,巷道埋深影响作用再次之。因此,为抑制底臌,在常规支护条件下应尽可能提高底板支护力;在巷道满足使用要求条件下应尽可能减小巷道尺寸;对软岩底板应尽可能保持或优化底板岩体强度,必须进行底板防排水。最后,实施了以锚网索喷+钢管混凝土支架技术优化全断面支护并以钢筋混凝土底梁强化底板支护的综合返修支护方案,工程实践表明返修后底臌控制良好,底臌量低于20 mm,经计算钢筋混凝土底梁支护力1. 02 MPa,钢管混凝土支架反底拱支护0. 91 MPa,返修方案的底板总支护力σ=1. 93 MPa,属于高支护力方案。但是返修方案也存在施工复杂和支护成本较高问题,为此提出由预制装配式弧板+控底锚索+防水层组成的优化支护系统,施工简单,成本经济。

叠合楼板极限承载力研究

目的研究装配式混凝土结构中叠合楼板在竖向荷栽作用下的极限承栽力，为叠合楼板配筋设计提供参考．方法基于ABAQUS有限元分析软件对底部2块与3块预制板拼接，工程中常用预制厚度与现浇层厚度，以及长宽比1．0～1．5范围的30组叠合楼板在竖向荷载作用下进行数值计算分析，得到沿拼缝方向按单向板配筋且垂直拼缝方向固定构造配筋、竖向荷载作用下四边简支的叠合楼板极限承载力；并计算在楼板极限承载力不变的前提下，按照双向板进行计算，得出沿拼缝方向受力筋面积可减少的比率．结果沿拼缝方向按单向板配筋、垂直拼缝方向固定构造配筋的叠合楼板，如果拼缝方向作为长方向，当长宽比为1：1．5时，其实际极限承载力比按照单向板计算值可提高17％；长宽比为1：1时，承载力可提高39％，长宽比为1．5：1时，承载力可提高98％．极限承载力相同时，按照双向板计算，当长宽比为1：1．5时，预制板中沿拼缝方向受力筋可减少17％，可按照平行拼缝方向的单向板计算；当长宽比为l：1．2时，预制板中沿拼缝方向受力筋可减少30％，；当长宽比为l：1时，预制板中沿拼缝方向受力筋可减少40％；当长宽比为1．2：l时，预制板中沿拼缝方向配筋可减少60％；当长宽比为1．5：1时，预制板中沿拼缝方向受力筋计算上可不配，叠合板相当于垂直拼缝方向受力为主的单向板．结论同尺寸、不同预制厚度与现浇层厚度的叠合楼板，现浇层厚度与预制板比值越大，承载力越大；底部2块预制板的叠合楼板与相同配筋的底部3块预制板的叠合楼板相比，承载力较低．叠合楼板应避免拼缝与楼板中线重舍的布置，且当长宽比大于1．5：1时，建议沿短边方向布置预制板．

带肋预应力叠合板在钢结构工程中的应用

试验和实际工程应用表明,预应力带肋叠合板具有施工速度快、叠合面抗剪能力强、抗弯刚度较大的特点,与钢结构工程施工速度快的特点相匹配。使用预应力叠合板能降低钢结构工程造价,为钢结构楼盖设计提供了新的方法。

分布式连接全装配RC楼盖竖向承载力与变形分析

在分布式连接新型全装配RC楼盖中,板与板之间通过连接件连接实现横板向传力。为研究新型楼盖竖向承载力计算方法,进行了新型楼盖在竖向荷载作用下的内力与变形分析。结果表明:基于正交各向异性弹性薄板小挠度理论和单三角级数法得到四边简支新型楼盖在竖向均布荷载作用下的弯矩与挠度表达式,提出了新型楼盖横板向刚度计算方法,并通过与试验和有限元结果对比,验证了所提方法的准确性;新型楼盖的挠度在两个方向呈空间抛物面分布,表明新型楼盖具有良好横板向传力性能;板缝连接可有效传递板内弯矩,但正交的两个方向弯矩传递效果存在差异,表现为顺板向弯矩的传递效果优于横板向。研究成果可为分布式连接全装配RC楼盖的研究和应用提供参考。

新型预制装配式楼盖抗倒塌试验研究

地震及爆炸荷载下的结构连续倒塌问题对人民的生命财产造成重大威胁,是土木工程领域研究的一个热门方向。为了提高新型预应力空心楼板结构的整体性,防止由于竖向支承构件的失效形成楼板的局部或者连续倒塌,对2块新型预应力空心板足尺模型进行四分点静力加载试验,研究新型预制装配式两跨连续楼板的抗连续倒塌能力。试件均由预应力空心短板通过板端伸出U形筋和胡子筋进行对接连接,板侧纵向拼缝通过胡子筋和植筋与边梁的纵筋进行连接,2个试件的计算跨度相同。本文采用在加载过程中突然拆除中间支座,得到楼板破坏形态、裂缝发展、承载能力、应变、最大变形等试验结果。对试件的受力过程、悬索作用机理进行分析,最后得到楼盖拼缝及板侧边梁连接构造的布置合理,新型预制装配式楼盖采用合适的周边连系和横向拼缝连接可以达到理想的抗倒塌能力。