装配式带夹芯保温槽型玻璃钢-钢板-槽钢-混凝土组合剪力墙轴压性能研究

提出一种装配式带夹芯保温槽型玻璃钢-钢板-槽钢-混凝土组合剪力墙,设计3个具有不同配筋形式和混凝土种类的墙板试件进行轴心受压试验,获得墙板在轴压作用下的破坏模式、荷载-位移曲线、荷载-应变曲线、承载力储备系数、延性系数、材料利用率等性能指标。通过ABAQUS有限元分析软件对墙板进行参数化分析,研究内嵌钢板强度和厚度对其轴压性能的影响。结果表明,墙板具有良好的承载力储备能力和延性性能;混凝土中掺入1%体积比的钢纤维可显著提高墙板内混凝土的抗拉性能,使混凝土强度得到更加充分的利用,布置钢筋可以显著提高墙板延性;墙板的承载力和延性随内嵌钢板厚度和强度的增加而增大,强度为Q355、厚度为4、6mm时,墙板材料利用率更高。提出适用于该类墙板的轴压承载力设计公式,考虑钢板屈曲和截面组合效应的墙板轴心受压承载力设计公式计算结果较精确。

低轴压比夹芯复合剪力墙抗震性能试验研究

针对寒区传统村镇砌体结构抗震及节能水平较低的现状,提出一种由内外叶墙和内置聚苯板保温层组成的夹芯复合剪力墙结构。为研究该夹芯复合剪力墙的地震破坏模式、抗震性能指标,本文设计了2组与村镇建筑实情相吻合的低轴压比墙体试件,即1个实心剪力墙试件和1个夹芯复合剪力墙试件,分别进行低周往复水平加载试验,对比了2种墙体的破坏模式、抗震承载力、滞回及骨架曲线、刚度退化规律、延性及耗能能力等抗震性能指标。研究结果表明:在水平地震作用下,低轴压比的夹芯复合剪力墙和实心剪力墙分别发生剪切滑移破坏和压弯破坏;夹芯复合剪力墙承载力是实心墙的0.87倍,滞回曲线更为饱满,其延性和耗能能力分别是实心剪力墙的2.3倍、1.64倍,其层间位移角达到规范剪力墙限值要求;夹芯复合剪力墙内外叶墙通过三维钢丝网架可实现协同抗震工作,应适当提高竖向插筋配筋率。相关结论可为村镇夹芯复合剪力墙结构设计提供依据。

预制陶粒泡沫混凝土夹层复合剪力墙轴心受压性能研究

通过对5片不同拉结筋间距、中间层厚度的陶粒泡沫混凝土夹层复合剪力墙试件进行轴心受压试验,研究其在轴心荷载作用下的承载力、变形性能、裂缝发展规律、破坏过程以及破坏形式。结果表明:陶粒泡沫混凝土夹层复合剪力墙轴心受压破坏形式主要可分为墙板剥离破坏和轴心受压破坏,发生墙板剥离破坏的试件轴心受压承载力较低;发生轴心受压破坏的试件轴心受压承载力较高。当拉结筋间距不大于600mm时,拉结筋间距对墙体的轴心受压承载力影响不大,但减小拉结筋间距能有效缓解界面裂缝的开展与延伸,而未设置拉结筋墙体的轴心受压承载力将显著降低;建议实际工程中陶粒泡沫混凝土夹层复合剪力墙应设置拉结筋,且拉结筋间距不应超过200mm。采用中国规范计算各试件轴心受压承载力时,对于破坏形式为轴心受压破坏的试件,公式计算值与试验值吻合良好。

夹芯钢板冷弯型钢组合墙体抗剪性能试验研究

为研究夹芯钢板代替冷弯薄壁型钢房屋结构组合墙体中传统板材的可行性,对以回收的夹芯钢板、硅钙板等为面板材料的8片组合墙体进行水平单调和水平低周反复加载足尺试验研究。分析各试件的主要破坏形态和破坏过程,得到墙体的屈服荷载、最大荷载、破坏荷载和延性系数等性能指标。试验表明:夹芯钢板配套交叉扁钢支撑代替传统板材组合墙体的构造是可行的,交叉扁钢支撑能减小夹芯钢板拼缝处的滑移量,并显著提高墙体的抗剪承载能力;夹芯钢板设置硅钙板构造外层墙体与未设置硅钙板外层墙体相比,抗剪刚度和承载力提高不大;双面板组合墙体的抗剪承载力约等于单面夹芯钢板墙体和单面硅钙板墙体的抗剪承载力之和。

钢板夹心混凝土组合剪力墙试验研究

本文完成了8片钢板夹心混凝土组合剪力墙面内抗震性能试验,研究了钢板夹心混凝土组合剪力墙的承载力、抗震性能及破坏模式,以及剪跨比、含钢率和栓钉间距对其性能的影响.研究表明,剪跨比1.0～1.5的所有试件破坏形态均为压弯破坏;试件滞回曲线比较饱满,极限位移角大于或接近1/100,试件的耗能能力及变形能力均较强;剪跨比小于1.5时,钢板的抗剪能力发挥充分,试件的变形能力较好;含钢率越大,抗侧承载力越高,变形能力相对强;在试验所采用的栓钉间距范围内,栓钉间距对试件承载力、变形、延性性能影响均不明显.基于叠加原理提出了钢板夹心混凝土剪力墙压弯承载力的建议公式,该公式与试验结果吻合较好,并具有适当的安全度.

双面叠合夹心保温剪力墙体系及其性能研究

介绍了双面叠合夹心保温剪力墙的体系发展及其构造概况,并从保温连接件选型、荷载和受力状态方面对双面叠合夹心保温剪力墙开展了系统的分析。此外,对双面叠合夹心保温剪力墙的抗震性能、温度性能和浇筑工况性能进行系统试验研究。试验结果表明:双面叠合夹心保温剪力墙的承载力、位移延性、变形能力、耗能能力等主要抗震性能指标与现浇对比试件相近,抗震性能优良,可基本实现等同现浇设计;在温度作用下,保温连接件受力较大,但均可满足承载力要求;在浇筑工况下,应控制浇筑速度,保温连接件间距不宜大于400mm,可有效避免预制板开裂。最后基于研究成果提出了相应的优化建议,为未来双面叠合夹心保温剪力墙体系的研究和应用提供参考依据。

内置蜂窝芯冷弯薄壁型钢组合墙体受剪性能研究

为研究内置蜂窝芯冷弯薄壁型钢组合墙体的受剪性能,对5片墙体进行了水平低周往复加载试验,并利用有限元软件ABAQUS对该墙体的受剪性能进行了参数分析,研究了导轨处螺钉布置、单个蜂窝的平直段长度以及蜂窝芯板厚度和龙骨厚度等对墙体受剪性能的影响,分析了墙体的传力机制、破坏模式、承载能力、抗剪刚度、滞回特性及耗能能力等。结果表明:内置钢蜂窝芯可以起到较好的蒙皮作用,有效提高组合墙体的受剪承载力和抗剪刚度;立柱截面旋转90°后增强了骨架与面板的相互约束,限制了立柱的扭转与屈曲变形,提升了骨架的抗侧移能力;外覆面板和立柱可以有效约束蜂窝芯板面外屈曲变形,从而提升墙体受剪承载力、抗剪刚度和耗能能力,并改善延性;导轨处螺钉布置及蜂窝芯板和龙骨厚度对墙体受剪性能影响显著,但蜂窝的平直段长度对其影响不大。最后,基于试验和有限元分析结果,拟合了该墙体的受剪承载力计算式,其计算结果与试验值吻合较好。

预制混凝土剪力墙结构体系研究进展

预制混凝土剪力墙结构具有抗侧刚度大、承载力高、室内空间规整等优势,是我国预制混凝土高层住宅最常用的结构型式之一。按照墙体构造的不同,预制混凝土剪力墙结构体系主要包括实心剪力墙体系、叠合剪力墙体系和夹心保温剪力墙体系三大类。通过对国内外相关研究成果的系统分析与总结,明确不同类型预制混凝土剪力墙结构的构造特点、受力性能及其设计方法。在此基础上,介绍了目前国内外有关预制混凝土剪力墙结构体系的技术标准情况,并对预制混凝土剪力墙结构体系今后的研究方向进行了展望。

钢板夹芯混凝土剪力墙面外抗震性能试验研究

对10个钢板夹芯混凝土剪力墙试件进行面外受力性能试验,研究其在单向压弯作用下的破坏特征、承载力、刚度、变形能力等结构性能。通过对各个试件的滞回曲线、骨架曲线、承载力、延性系数和耗能能力等抗震性能参数的计算和比较,分析剪跨比、含钢率以及墙体构造方式的变化对墙体面外受力性能的影响。研究表明:钢板混凝土墙试件的面外变形能力很强,墙体的剪跨比、含钢率变化对墙体的承载力和变形能力有影响。

钢板夹芯混凝土组合剪力墙复合受力性能试验研究

通过两组钢板夹芯混凝土组合剪力墙的拟静力试验,对双向压弯荷载作用下钢板混凝土组合剪力墙的承载能力、变形能力和破坏模式进行研究,获得了试件的典型破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、延性系数以及耗能能力等,分析面外弯矩的变化对结构力学性能的影响。研究表明:在双向压弯作用下,试件的破坏形态主要是压弯破坏;试件滞回曲线不够饱满,耗能能力一般;面外弯矩越大,试件的抗侧承载力及耗能性能越差;试件进入塑性阶段后,面外位移显著增加,呈发散趋势;试件底部截面基本满足平截面假定。

低能耗夹芯保温墙桁架连接件拉剪试验研究

预制混凝土夹芯保温墙内外叶墙板间的桁架连接件在外墙板重力和风吸力作用下处于拉剪受力状态。为研究桁架连接件的拉剪复合受力性能,针对佩克PD型桁架连接件,对6个拉剪模型进行试验研究。试验结果表明:在拉剪作用下,保温层厚度不变时,夹芯墙的抗剪承载力随着拉力的增大而减小;而在拉力不变条件下,随着保温层厚度的增加,夹芯墙的抗剪极限承载力和变形均增大;由试件的最终破坏形态可知,桁架连接件在拉剪复合受力下的破坏形式表现为受力较大腹杆拉断或节点处焊点拉开。由试验所得该类桁架连接件的拉剪承载力大于现行设计承载力取值,具备一定的安全储备。

夹心保温叠合剪力墙竖向分布钢筋间接搭接性能单向拉伸试验研究

为研究夹心保温叠合剪力墙上下层竖向分布钢筋采用间接搭接方式的可靠性,进行了60个搭接试件的单向拉伸试验,考虑了钢筋直径、混凝土强度、连接件的影响。通过对破坏模式、承载力、自由端滑移、有效搭接长度进行分析,研究了不同搭接长度下的间接搭接传力性能。结果表明:墙体采用的玻纤直杆和钢筋桁架保温连接件对间接搭接传力性能均无明显影响;对于发生钢筋拔出破坏的试件,提高混凝土强度可以提高试件的承载力,且搭接长度越短提高效果越明显;搭接长度取为1.2倍锚固长度可以实现间接搭接的有效传力。

新型复合式连接剪切性能试验研究

为了解预制夹芯墙中新型复合式连接件的剪切性能,通过对12个预制混凝土夹芯墙试件的剪切试验,获得了该连接件的抗剪承载力、破坏过程和现象,分析了混凝土强度以及分布钢筋和连接件的位置关系对复合式连接件抗剪承载力的影响,采用受力简化模型,分析得到了该连接件的抗剪承载力理论值。结果表明:复合式连接件的抗剪承载力试验均值为15. 5～18. 8 kN,理论值为11. 3 kN,与实际工程中连接件受到的剪力值相比,具有较大的安全储备;分布钢筋和连接件的位置关系以及混凝土强度对连接件的抗剪承载力没有影响;墙体的破坏模式有因连接件穿心钢筋屈服形成的内、外叶墙错动和因连接件穿心钢筋被剪断形成的内、外叶墙脱离2种,复合式连接件在混凝土中锚固良好,在剪力作用下不会提前发生剪撬破坏。