轻钢龙骨聚氨酯外墙挂板抗弯性能模拟分析

针对一种新型的轻钢结构外墙挂板,根据轻钢龙骨聚氨酯外墙挂板的荷载挠度曲线以及刚度变化规律,对墙板模型的抗弯性能进行分析.在此基础上共设计了5组共12个试件进行数值模拟,研究了龙骨高度、龙骨布置间距以及采用的钢筋等级和钢筋直径等因素对墙板抗弯性能的影响.结果表明,随着龙骨的高度增加或者布置间距的减小墙体刚度有较大提升;随着钢筋等级的提升或钢筋直径的加大对墙板抗弯荷载提升较大.研究可知,轻钢龙骨聚氨酯外墙挂板的轻钢龙骨选用方案灵活,可以保证墙板结构性能,适合作为装配式建筑外墙系统.     

内嵌预制SVMFC夹芯复合墙板钢框架结构抗震试验研究

为了研究地震作用下预制钢筋网格玻化微珠泡沫混凝土(steel-grid vitrified microsphere foamed concrete,SVMFC)夹芯复合墙板和钢框架的共同受力性能和破坏机理,文章进行了2榀内嵌预制SVMFC夹芯复合墙板钢框架试件的水平低周反复荷载试验,并考虑了开洞对墙板抗震性能的影响;观察了试件的受力全过程和破坏形态,分析了试件柱顶水平荷载-位移关系滞回曲线、骨架曲线、强度和刚度退化规律、延性及耗能能力等抗震性能指标。试验结果表明,内嵌预制SVMFC夹芯复合墙板钢框架试件具有良好的滞回性能、延性及耗能能力;采用钢筋与角钢焊接连接方式可以安全可靠地确保SVMFC夹芯复合墙板与钢框架在地震作用下协同工作;墙板开洞对内嵌夹芯复合墙板钢框架的水平极限承载力和弹性刚度有较大影响,但对结构的延性影响较小。研究成果可为此种预制装配式结构在实际工程中推广和应用提供科学依据。     

SVMFC夹芯复合外墙板受弯性能试验研究

为了研究新型节能轻质夹芯复合墙板的抗弯承载力和破坏形式,文章进行了5个钢筋网格玻化微珠泡沫混凝土(steel-grid vitrified microsphere foamed concrete,SVMFC)夹芯复合外墙板在横向荷载作用下受弯性能试验,分析了SVMFC夹芯复合外墙板的荷载-位移关系曲线,研究了夹芯复合外墙板在均布荷载作用下的破坏形式和应变分布规律。试验研究表明,SVMFC夹芯复合外墙板具有较好的抗弯承载力,能够满足相关规范的要求。研究结果可为SVMFC夹芯复合外墙板在实际工程中的设计与施工提供参考。     

陶粒混凝土夹芯保温复合墙板性能分析

墙体作为围护结构,由其造成的能量损失占建筑使用消耗能量的三分之二.由于现行墙体保温存在一定的安全隐患,耐久性有待进一步验证,施工技术落后,过程复杂,成本价格高等问题.因此,本文研究了一种由保温材料与围护结构有机结合的新型自保温墙板——陶粒混凝土夹芯保温复合墙板.通过ANSYS有限元软件建立了不同内外叶厚度和不同开洞半径的36个墙板模型,分析了在水平荷载和风荷载作用下的等效应力和位移及墙板的节点温度和传热系数.结果表明:上述36种陶粒混凝土夹芯保温复合墙板均具有良好的力学性能和热工性能,其中4种达到了作为围护结构中保温外墙的河南地区热工性能要求,所有都满足围护结构中保温隔墙的河南地区热工性能要求.     

现浇轻质复合保温墙体抗弯性能试验

通过对3种不同形式的现浇轻质复合保温墙体的抗弯试验研究，分析了龙骨的厚度、面板的密度等因素对轻质复合保温墙体的承载力、挠度的影响。研究表明，现浇轻质复合保温墙体抗弯承载能力较高，其中轻钢龙骨厚度越厚，抗弯承载力越高；面板的密度越大，抗弯承载力越大。提出墙体自攻自钻螺钉的合理间距，并证明了墙体芯料对轻钢龙骨的包裹作用能够提高抗弯承载力。为该墙体的实际工程应用提供可靠的理论依据。     

装配式夹芯复合墙板抗震性能模拟分析及优化设计

为了研究装配式陶粒混凝土夹芯复合墙板的抗震性能,本文共建立了4个有限元模型,主要包括普通混凝土夹芯复合墙板、陶粒混凝土夹芯复合墙板、纤维增强陶粒混凝土夹芯复合墙板以及实心陶粒混凝土墙板.通过计算结果与实验结果对比分析,验证了计算模型的正确性.采用ABAQUS模拟求解的分析方法,分别研究了4种墙板的滞回性能、延性、承载及变形能力以及刚度退化等性能.结果表明:夹芯复合墙板表现出相对良好的抗震性能;两侧核心承重部件材料对墙板整体抗震性能影响较大;纤维增强陶粒混凝土表现出较好的延性,整体抗震性能相对较好,具有一定推广价值.另外,发展夹芯节能墙板也符合国家提倡的绿色、节能、保温等发展政策.     

地震作用下楼盖开洞对轻钢龙骨房屋的动力分析

楼盖作为轻钢龙骨房屋的主要构件,承担平面外的荷载和发挥水平传力作用,通过对比轻钢龙骨房屋楼盖在刚弹性假定下,分析楼盖不同开洞率的模态、质量参与系数、基底剪力、结构最大位移、楼盖应力。得出轻钢龙骨房屋在地震作用下刚弹性楼盖两种假定对不同开洞率楼盖的模态、结构的最大位移计算结果相差不大,可以忽略。对于基底剪力在开洞率小于20%时,楼盖刚性假定比弹性假定要大,当开洞率大于40%时,楼盖的刚性假定偏小,对结构设计不利,则楼盖开洞率较大时应采用弹性楼盖假定更为安全合理。弹性楼盖应力随开洞率的增大下在洞口转角应力有减小的趋势。     

地震作用下楼盖开洞对轻钢龙骨房屋的动力分析

楼盖作为轻钢龙骨房屋的主要构件,承担平面外的荷载和发挥水平传力作用,通过对比轻钢龙骨房屋楼盖在刚、弹性假定下,分析楼盖不同开洞率的模态、质量参与系数、基底剪力、结构最大位移、楼盖应力。得出轻钢龙骨房屋在地震作用下刚、弹性楼盖两种假定对不同开洞率楼盖的模态、结构的最大位移计算结果相差不大,可以忽略。对于基底剪力在开洞率小于20%时,楼盖刚性假定比弹性假定要大,当开洞率大于40%时,楼盖的刚性假定偏小,对结构设计不利,则楼盖开洞率较大时应采用弹性假定更为安全合理。     

拼装式轻钢结构活动房墙体竖向荷载受力计算方法

为了掌握拼装式轻钢结构活动房的受力性能,解决活动房安全性问题,提出一种拼装式轻钢结构活动房墙体竖向荷载受力计算方法。分析了拼装式轻钢结构活动房墙体中轻钢龙骨、连接件的弹性模量、屈服点等力学性能;在此基础上建立有限元模型。给出计算假设,分析了美国计算标准。在拼装式轻钢结构活动房墙体处于弯曲屈曲破坏模式的情况下,依据欧拉方程获取额定屈曲应力。在拼装式轻钢结构活动房墙体处于弯扭屈曲破坏模式的情况下,依据美国计算标准计算额定屈服应力。拼装式轻钢结构活动房墙体处于受压强度破坏模式下,依次分析轻钢龙骨和轻钢墙板先出现强度破坏时墙体竖向荷载受力计算结果,得出不同破坏模式下墙体竖向荷载受力计算理论值。将轻型薄壁中空方管、V型连接件以及蒙皮组成拼装式轻钢结构活动房墙体作为试件,利用集中加载模拟竖向荷载,得到受力结果的实验值。计算不同试件轻钢结构活动房墙体竖向荷载受力计算结果,将实验值和理论值相比。结果表明:所提方法得到的理论值和实验值相比略低;但整体看来和实验值相差不大,符合实际应用。可见所提方法计算结果可靠。     

预制复合墙板承载性能试验研究

研发了一种新型预制复合墙板,墙板的内外叶板均为钢丝网混凝土薄板,中间内嵌发泡水泥块作为保温材料,墙板各部分通过钢筋桁架网格连接成为整体。该墙板既可用作承重构件,也可作为围护构件使用,具有生产便捷、成本低廉、安装方便等优点。对内墙、外墙和开洞外墙共3种规格的预制复合墙板分别进行了单调水平加载试验和低周反复加载试验,研究了墙板在一定轴压比下的抗侧性能。墙板的破坏模式均为混凝土压碎、部分钢筋桁架和钢丝网受拉屈服。单调水平加载试验结果表明,内墙、外墙和开洞外墙的峰值荷载分别为206.16、314.15和201.99 kN,具有良好的承载能力;开洞可有效增加墙板的延性,但墙板的极限承载力出现大幅降低。低周反复加载试验结果表明,墙板的骨架曲线与单调水平加载曲线较为相似;预制复合墙板具有良好的延性和耗能能力,开洞外墙的变形能力及耗能能力明显优于普通外墙和内墙。总体来说,预制复合墙板具有良好的承载力和延性,可以在低层或多层装配式建筑中使用。最后,采用ABAQUS建立了预制复合墙板的数值模型,数值分析与试验对比结果表明,数值模型可以较好地模拟墙板的破坏模式和受力状态,验证了数值模型的有效性。     

适于低层农房的装配式轻钢边框-薄墙板组合结构抗震性能试验研究

为了满足绿色农房产业化的需求,研发了一种装配式轻钢边框-单排配筋薄墙板组合结构受力体系.进行了轻钢框架及组合结构单元低周反复荷载试验,分析了再生混凝土的填充作用对轻钢框架的影响以及墙板钢筋暗支撑、墙板厚度与轻钢边框截面对组合结构力学性能的影响.结果表明:与空钢管框架相比,钢管内填充再生混凝土具有良好的力学性能;薄墙板与轻钢框架组合结构在受力过程中呈现出明显的2道抗震防线.建议采用Park-Ang损伤指数来确定该类装配式组合结构在不同受力阶段的损伤指数,为结构抗震设计提供参考.     

密肋轻钢龙骨复合墙体的抗剪性能

密肋轻铜龙骨复合墙体是密肋结构体系中的一种新型墙体构件形式,具有现场施工连接方便,易于工厂成批化加工等优点．为了研究其墙体的承载性能,对1／2比例密肋轻钢龙骨复合墙体与普通密肋复合墙体进行了低周反复荷载试验,对比研究了密肋轻铜龙骨复合墙体的破坏形态、铜骨应变变化规律、抗剪承载力影响因素及其实用计算公式等试验结果表明,两者的破坏形态基本一致,轻钢龙骨复合墙体的承载力明显高于普通密肋复合墙体．最后结合试验数据给出了密肋轻铜龙骨复合墙体的开裂荷载与极限抗剪承栽力的建议计算公式．     

开洞位置对低层轻钢结构风荷载的影响

鉴于高层开洞良好卸载效果与迎风面突然开洞的破坏作用,提出对低层轻钢结构开洞抵御风荷载的气动措施.通过湍流κ-ε方程和结构化非均匀网格,采用风洞实验验证的数值风洞模型模拟了4个开洞位置不同,但尺寸相同的轻钢建筑,并基于以上模型风荷载分布提出主动抗风的结构形式.分析结果表明,开洞房屋屋面平均风压较低,此种结构在强风作用下比同类型全封闭的结构抗风性能要好.     

轻骨料夹芯复合墙板及连接节点力学性能试验研究

设计轻骨料夹芯复合墙板试件及与钢结构的连接节点。通过采用低周反复加载试验,研究其力学和抗震性能,确定其破坏形式,根据试验数据获得了(p-Δ)滞回曲线和骨架曲线,分析耗能和变形性能等。为夹芯复合墙板在轻型钢结构住宅中的应用提供了试验依据。     

一种新型保温夹芯剪力墙 受力性能试验研究

为研究新型保温夹芯剪力墙在格构式角钢约束下两侧混凝土的协同工作性能、承载力以及抗震性能,对三片剪力墙足尺模型进行水平低周反复荷载作用下的试验,并对剪力墙的延性、滞回性能、耗能性能进行了分析.结果表明:两侧混凝土在现有斜插筋的拉结作用下能够较好地协同工作;角钢能够对墙板有效约束;墙板在达到极限承载力后,强度、抗剪刚度下降...     

不同蒙皮结构下轻钢龙骨的抗侧性能试验研究

对带有不同支撑形式、采用不同墙板材料的组合墙体的抗侧性能进行研究,即采用1∶2单片墙体建立6个具有不同支撑形式的轻钢龙骨墙体模型,分别对其抗侧性能进行试验研究。结果表明:在这3种不同结构形式的模型中,轻钢龙骨带角支撑结构体系的抗侧力最高,轻钢龙骨骨架结构体系的抗侧力最低,轻钢龙骨带斜支撑结构体系位于两者之间;钢丝网对带支撑的轻钢龙骨墙体的抗侧力有一定的作用;对同一种支撑形式的轻钢龙骨墙体,涂抹水泥砂浆的组合墙体抗侧力明显高于覆OSB板的组合墙体。     

钢筋混凝土复合墙板抗风试验及有限元分析

钢筋混凝土复合保温墙板是一种新型的装配式复合墙板,施工方便,符合钢结构住宅产业化需求.通过对2块带连接件的钢筋混凝土复合保温墙板的抗弯承载力试验,得到该板在100,m、150,m、200,m正反风压作用下墙板本身受力与变形情况,考察其使用过程的工作性能,同时,加载至钢筋混凝土复合保温外墙板失去承载能力,考察带连接件墙板在实际工作条件下的承载能力.采用ABAQUS有限元软件对装配式符合墙板试验过程进行数值模拟,经过对比发现,模拟效果良好,为开裂荷载和参数化分析提供基础.试验结果与有限元分析结果均表明:装配式复合墙板的抗风性能优越.     

菱镁轻质墙板在水平荷载作用下的试验研究

采用3 300mm×4 500mm的足尺现浇混凝土框架内嵌菱镁轻质墙板,内嵌墙板考虑未开洞和开洞两种情况,通过施加水平荷载来模拟风荷载,研究菱镁轻质墙板在不同高度处风荷载作用下的破坏形态和受力性能。试验表明:在水平荷载作用下,菱镁轻质墙板具有良好的受力性能和变形能力,能够满足作为外墙使用所需的强度和变形能力,用作高度100m以内的建筑物外墙是可行的。采用有限元分析程序ANSYS进行数值模拟,数值模拟和试验结果吻合较好。     

钢丝桁架复合墙板抗弯及振动特性试验研究

节能复合墙板是由两块钢筋混凝土面板和聚苯板芯层通过斜向钢丝可靠连接而成的复合板,具有抗弯刚度大、承载力高、自重轻和节能保温等特点,广泛应用于钢结构住宅.为研究斜向钢丝的布置对复合墙板抗弯承载力和振动模态的影响,本文分别对足尺平面钢丝桁架复合墙板和CL(composite light-weight)空间网架墙板进行了抗弯...     

NAFC、LCFC板及其与轻钢龙骨自攻螺栓连接性能

进行了NAFC，LCFC板及其与轻钢龙骨自攻螺栓性能试验研究，得到了NAFC，LCFC板的力学特性及其采用自攻螺栓与轻钢龙骨连接的承载力及荷载－位移特征，结果表明NAFC，LCFC板具有轻钢龙骨复合承载体系所需的结构性能，均可作为轻钢龙骨体系合适的结构板材，两种板材均有明显的方向性，纵向纤维受力结构性能明显好于横向纤维受力；板材与龙骨间自攻螺栓连接的性能与板的性能有明显对应关系，承载力主要由自攻螺栓孔边板的承压强度控制。