预制混凝土夹心保温外墙板拉结件系统火灾后性能研究

为研究预制混凝土夹心保温外墙板中不锈钢拉结件系统在火灾后的抗剪性能,以某实体项目拆除墙板为研究对象,通过3 h内叶板和1 h外叶板的耐火试验模拟火灾的影响,分别进行了耐火试验前后非破坏性力学试验和耐火试验后破坏性力学试验,并与板式拉结件标准剪切试件进行了对比。结果表明:受极端火灾影响后,不锈钢拉结件系统抗剪承载力明显降低,但仍可达到拉结件设计对应的承载力试验值的1.6倍;不锈钢拉结件系统抗剪刚度明显降低,但在自重荷载标准值作用下位移约1.0 mm,低于北京市地方标准规定的限值2.5 mm;大位移时的破坏模式仍为拉结件受压侧失稳与受拉侧混凝土锚固破坏,且荷载下降不超过峰值荷载的15%。

预制夹芯保温墙体连接件的研究现状

随着建筑产业现代化的发展,预制混凝土夹心保温墙体得到了一定的应用,其主要是由内外层混凝土墙板、保温层与连接件组成,连接件性能的优良直接对内外层混凝土墙板的组合效率产生重要影响。主要介绍了预制夹芯保温墙体中连接件的相关性能,总结了国内外有关保温墙中连接件性能的研究现状,并对连接件未来的研究方向进行了展望。

预制混凝土夹心保温墙体FRP连接件试验方法综述

目前工程中常用的预制混凝土夹心保温墙体连接件主要有不锈钢连接件和纤维增强复合材料(FRP)连接件两类。其中,FRP连接件强度高、导热系数低、耐腐蚀性能和抗火性能较好,应用前景广阔。内力分析表明,FRP连接件在混凝土板中拔出和剪切承载力是影响墙体安全的关键因素。此外,FRP连接件在混凝土碱环境中的耐久性以及配FRP连接件的预制夹心保温墙体的抗火性能也是影响墙体全生命安全的关键因素。系统总结了当前常用的FRP连接件力学性能、耐久性能以及抗火性能试验方法,对其优缺点进行了对比与分析,并提出了相应的选用建议。

预制混凝土夹心保温墙体棒状不锈钢连接件研发与抗拔性能试验研究

研发了一种适用于预制混凝土夹心保温墙体的棒状不锈钢连接件,该连接件由不锈钢棒、倒锥形十字肋和套环组成,具有锚固性能好、便于安装的特点。通过拔出试验,对其拔出破坏形态与抗拔承载力等进行了较为系统的研究。结果表明:棒状不锈钢连接件的拔出破坏形态为连接件端部混凝土劈裂破坏;破坏时连接件自身应变较小,极限应变为屈服应变的40%;连接件的抗拔承载力为14.8k N,具有较大安全余量。

预制夹芯保温墙体FRP连接件抗拉强度加速老化试验研究

基于ACI 440.3R-04规定的试验方法,将60根FRP连接件分别放入40,60℃的模拟混凝土环境中进行加速老化试验,侵蚀时间分别为3.65,18.00,36.50,92.00,183.00d.采用扫描电子显微镜(SEM)对侵蚀前后FRP连接件的微观形貌进行了观测,发现侵蚀后FRP连接件劣化区域内的纤维不断被腐蚀,与周围树脂之间出现了明显的脱黏现象,且随着侵蚀时间的延长和温度的提高这种脱黏现象更加明显.在40,60℃模拟混凝土环境作用下,侵蚀183.00d后,FRP连接件的抗拉强度分别下降了32.91%,38.85%.基于阿列纽斯方程提出了模拟混凝土环境下FRP连接件抗拉强度的退化模型.

预制夹芯保温墙体FRP连接件抗拔性能试验研究

预制夹芯保温墙体是集承载与保温一体化的新型预制保温墙体。该墙体由内外叶钢筋混凝土板、中间保温层及纤维增强塑料(FRP)连接件组成,其中FRP连接件是连接内外叶钢筋混凝土板的关键部件,其受力性能直接影响墙体的安全性。本文以上海市某安居工程为背景,基于拔出试验对FRP连接件的抗拔承载力、破坏形态、荷载-滑移关系及荷载-应变关系等进行了较为系统的研究。研究表明,试件均发生了混凝土劈裂破坏;试件的抗拔承载力为23.5kN,为抗拔荷载设计值的14.3倍,满足工程设计要求,并具有较大的安全储备。最后,提出了预制保温墙体FRP连接件的抗拔承载力计算方法。

预制混凝土夹心保温外挂墙体桁架式不锈钢连接件抗拔与抗剪性能试验研究

预制混凝土夹心保温外挂墙体具有承重、保温与装饰一体化的优点,可实现保温体系与主体结构同寿命。桁架式不锈钢连接件是预制混凝土夹心保温外挂墙体常用的一种连接件形式。系统开展了适用于50mm厚保温层预制混凝土夹心保温外挂墙体的桁架式不锈钢连接件的抗拔与抗剪性能试验,结果表明:连接件的抗拔破坏形态为腹杆拉断或锚固端焊点脱开,抗拔承载力试验值为21k N;连接件抗剪破坏形态为受压腹杆屈服,受拉腹杆拉断,单个600mm波段连接件的抗剪承载力试验值为18.7k N;连接件抗拔和抗剪承载力均有较大安全储备。

低周反复荷载下预制混凝土夹心保温剪力墙的试验研究

试件参数包括竖向钢筋连接排数(单排或双排)、竖向钢筋连接数量(全部或部分连接)以及内叶墙板、保温层和叶墙板厚度(分为200 mm+50 mm+60 mm与100 mm+50 mm+100mm两种).研究结果表明:6片剪力墙均发生受弯破坏;现浇剪力墙与200 mm+50 mm+60 mm预制剪力墙具有相近的耗能能力和位移延性,100 mm+50 mm+100 mm预制剪力墙的耗能能力和位移延性则稍差;采用单排全部钢筋连接方案的预制剪力墙的承载力、位移延性、耗能能力均与采用双排全部钢筋连接方案的剪力墙相近,而采用单排部分钢筋连接方案的预制剪力墙承载力与位移延性稍大,耗能能力则基本相同.

装配式建筑预制轻质保温墙体系统设计与性能研究

以轻骨料混凝土技术为基础,开展装配式建筑预制轻质保温墙体系统设计,并对保温墙体系统性能进行了综合测试分析。研究结果表明:与相同强度等级的普通混凝土相比,轻骨料混凝土保温墙体的防水性能不及普通混凝土,其与FRP拉接件的抗拉拔承载力和抗剪承载力分别降低了12%和13%,系统自重减轻了23%;设计了由轻骨料混凝土内叶墙板100 mm、XPS保温板40 mm、轻骨料混凝土外叶墙板55 mm和面砖饰面层组成的预制轻骨料混凝土夹心保温外挂墙板系统,可满足65%的建筑节能设计要求和防水要求。

新型预制混凝土无机保温夹心墙体开发及其热工性能研究

介绍了一种新型预制混凝土无机保温夹心墙体。该墙体由内、外叶钢筋混凝土板、中间无机保温层以及纤维增强塑料(FRP)连接件组成,具有节能效果显著、抗火性能和耐久性能好、生产与施工效率高等特点,可实现结构与保温同寿命。开展了该新型预制混凝土无机保温夹心墙体的热工性能试验研究,研究表明,墙体的传热系数为0.738W/(m2.k),满足JGJ 134—2001《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》的要求。

超低能耗保温夹芯墙板金属夹形拉结件受力性能分析

为了探讨超低能耗夹芯保温外墙拉结件受力性能,分别从抗拉性能、抗剪性能、拉剪性能和对应的变形性能进行了试验研究,验证了数值模拟分析的可行性,并根据试验和模拟结果给出了拉结件的安全系数。结果表明,夹形拉结件的抗拉性能、拉剪性能的抗拉性能可以满足国内标准的可靠性要求;但抗剪性能难以满足国内标准要求;拉结件在试验中达到设计承载力时变形量均小于胶缝变形能力2.54 mm,不影响接缝性能。

装配式预制混凝土墙板竖向承载力试验研究与分析

以全螺栓连接装配式混凝土结构为对象,针对宽度为1200 mm、高为3 m的标准预制混凝土夹芯墙板,对其在竖向轴心和偏心荷载作用下的承载力进行了试验研究和有限元分析。结果表明:试件受轴心和偏心压力时,其极限荷载分别为2426.5、1131.7 kN,且破坏之前几乎没有弹塑性或塑性的发展过程,为典型的脆性破坏。轴压试件混凝土中较大的主拉应力主要分布在试件中水平螺栓孔上下端混凝土的表面、试件两页板中部顶端及两页板之间连接块的上下及外表面,并最终导致混凝土破碎,与试验结果相符。偏压试件受压页板较大主拉应力主要分布在试件中水平螺栓孔周围的混凝土表面及两页板之间连接块的表面,并最终导致混凝土破碎,与试验结果相符。两墙板试件在轴心和偏心荷载作用下极限荷载承载力的试验值与分析结果的比值分别为1.03和0.99,两者吻合良好,验证了有限元建模方法的正确性。水平螺栓孔造成了预制混凝土夹芯墙板的应力重分布和应力集中,导致了墙板的破坏,而两页板之间的混凝土连接块是保证两页板共同工作、提高夹芯墙板承载力的关键。

预制混凝土夹心保温墙板结构性能研究综述

预制混凝土夹心保温墙板具有良好的经济效益和环境效益,作为低能耗绿色环保的预制墙体,可契合当前建筑产业装配化和住宅建筑节能化的发展趋势,将成为“双碳”目标下建筑业控制碳排放量的有效手段。介绍了预制混凝土夹心保温墙板的现有研究,对墙板的构造特征、结构性能和设计方法进行归纳总结。结果表明应将复合度作为衡量墙板结构性能的重要指标并在结构设计中得到体现;应将墙板内连接件性能的退化趋势引入到设计方法中,进而完善结构计算模型;应尽快提出统一设计标准,促进承重式完全复合墙板的发展和应用。

装配式住宅预制夹芯保温复合外墙内部冷凝问题研究

分别以泡沫混凝土保温板和改性酚醛保温板作为预制夹芯保温复合外墙的夹芯保温层材料,对夹芯保温复合外墙的内部冷凝问题进行了理论计算,结果表明,在夏热冬冷地区墙体构造为60mm钢筋混凝土+70mm泡沫混凝土+60mm钢筋混凝土的夹芯保温复合外墙内部存在冷凝问题,但泡沫混凝土保温层因内部冷凝受潮而增加的湿度增量在允许范围之内,所产生的冷凝水数量不会对结构造成损害;而墙体构造为60mm钢筋混凝土+40mm改性酚醛保温板+60mm钢筋混凝土的夹芯保温复合外墙内部则不存在冷凝问题。

超低能耗夹芯墙板金属限位拉结件受力性能分析

目的研究针对于保温层厚度大于200 mm的预制超低能耗夹芯墙板的金属限位拉结件的抗拉性能,为该类墙板限位拉结件的研究提供设计依据。方法针对不同直径的金属限位拉结件进行抗拉试验。同时利用有限元软件建立对应的拉结件模型,通过模拟结果与试验结果的对比,分析拉结件的抗拉承载力、安全系数、变形性能。结果直径为5 mm的拉结件抗拉承载力为24.4 kN,直径为6.5 mm的拉结件抗拉承载力为29.3 kN,安全系数为5.88~8,满足安全系数最小值为4的要求。其设计承载力下的位移最大值为2.35 mm,小于墙缝密封胶剪切变性限值。结论该拉结件的抗拉性能可满足我国规范要求,在正常使用情况下不会发生影响接缝性能的变形。

预制夹芯保温墙体FRP连接件应用进展

预制混凝土夹芯保温墙体是集承载与保温一体化的新型预制保温墙体,该墙体由内外层混凝土墙板、中间保温层及连接件等组成。按照材料的不同,连接件主要分为普通钢筋连接件、金属合金连接件和纤维塑料(FRP)连接件三种。FRP连接件具有导热系数低、耐久性好、强度高的特点,可有效降低墙体的传热系数,具有广阔的工程应用前景。本文介绍了预制混凝土夹芯保温墙体FRP连接件分类、国内外研究与应用进展和技术规范情况,并对今后FRP连接件研究工作进行了展望。

预制混凝土夹心保温外挂墙板的研究进展

预制混凝土夹心保温外挂墙板是一种兼具施工装配化和建筑低能耗的新型节能墙板。综述了其组成构造、材料、类型、特点、工程应用以及国内外对其力学性能、热工性能、抗火性能和连接件等方面的研究现状。探讨了墙板性能与多因素耦合作用及连接件温度应力之间关系的研究不足、对地域性村镇建设专用的预制混凝土夹心保温外挂墙板体系研究较少、地域性村镇建设标准尚缺失、国家标准和图集不完善、缺乏设计该类墙板的专用软件、纤维连接件制作工艺复杂、内外页墙多为厚重的普通混凝土、运输吊装不便等问题。提出了将高性能轻骨料混凝土引入该类墙板,研发集强锚固、高耐久、良耐火、低导热、制作简易于一体的新型连接件及其质量保证与评价体系等建议,以期使其轻质高强、安全耐久。最后展望了大掺量工农业固体废物、新型高效节能材料、相变材料、光催化材料等以新材料为为突破口达到A级防火要求的新型多功能一体化预制混凝土夹心保温外挂墙板体系,在推动装配式建筑和超低能建筑节能领域的光明前景。

暗肋夹芯式轻骨料混凝土外墙板热工性能研究

为解决现有建筑能耗中由墙体引起的热损失问题,本文提出一种暗肋夹芯式复合轻质保温墙板,并围绕该种新型墙板的热工性能开展研究。首先分别测试轻骨料混凝土、聚苯颗粒混凝土的热工参数,研究内外叶及芯层不同厚度组合、内置钢筋网及平面桁架对复合墙板热工性能的影响。然后将试验结果与理论分析结果进行对比,验证理论分析模型的可靠性,为复合保温墙板的热工设计提供基础研究支撑。对比常规预制混凝土外墙板,新型复合墙板表现出良好的热工性能。

两边简支的预制混凝土无机保温夹心墙体抗火性能试验研究

开展了一种新型预制混凝土无机保温夹心墙体抗火试验研究,该墙体由内、外叶钢筋混凝土墙,无机保温砂浆夹心层及FRP连接件组成。试验按照ISO 834升温曲线受火60min(炉膛最高温度为945℃),重点对预制混凝土无机保温夹心墙体在火灾下的破坏形态、温度场分布、耐火隔热性等进行研究。研究表明:在受火60min情况下,外叶墙(即下叶墙)中FRP连接件的最高温度为443.5℃,迎火面最高温度649℃,背火面最高温度22.2℃;预制混凝土无机保温夹心墙体满足《建筑构件耐火试验方法》(GB/T 9978.1—2008)规定的墙体承载力、完整性和耐火隔热性要求,同时也达到《建筑设计防火规范》(GB 50016—2014)(2018年版)中规定的非承重外墙耐火极限60min要求。

预制夹心保温墙板钩形钢芯复合连接件拉拔试验研究

针对一种新型预制夹心保温墙板钩形钢芯复合连接件开展拉拔试验,对其抗拔承载力、破坏形态、荷载-滑移关系与荷载-应变关系等进行了较为系统的研究。研究表明,试件均发生混凝土锥体破坏;试件破坏时滑移量均较小;钩形钢芯复合连接件的钩头与双层钢筋节点相连会显著提高抗拉承载力;当试件其他条件相同时,连接件抗拔承载力随着混凝土强度等级提高而增大;钩形钢芯复合连接件的抗拔荷载试验值均在设计值5倍以上,均能满足工程设计要求,具有足够的安全储备。