吉林省轻钢住宅外围护体系构造连接技术及力学性能研究

设计出适合吉林省轻钢住宅外围护体系的墙板及与主体结构的连接方案,针对此方案对其力学性能进行了试验研究和有限元数值模拟,满足保温节能及8度抗震设防要求.与吉林省已生产使用墙板对比,在承载和耗能能力上具有更优性能.     

相变蓄能墙板基本构造的热工分析

针对将相变材料(PCM)引入到轻质建筑墙板的结构中,可以有效地改善现有建筑墙板的高热阻和低热容的状况,采用焓法数学模型,对基本墙板、轻质墙板及重质墙板等含PCM材料的墙板热性能影响规律进行了系统地分析,研究了墙板中保温层与相变层材料的位置及其体积分数的动态变化对墙板热性能的影响.研究结果表明:足量的保温材料是墙板中PCM蓄能性能能够得到良好发挥的基本保障;PCM层处于保温层内侧时,墙板的热性能效果最佳;应尽可能将墙板中除保温材料和PCM以外的其他材料层设置在内侧,并且以轻质材料为佳.     

装配式钢框架-泡沫混凝土墙板结构力学性能

针对以往组合墙板自重大、刚度低、施工复杂等缺点,提出一种新的组合墙板——装配式钢框架-泡沫混凝土墙板。该墙板内填聚苯乙烯泡沫(expanded polystyrene, EPS)混凝土能与外部钢框架协同受荷,整体刚度及水平承载力高,自重低,同时又具有节能保温、施工操作简便等特点。为了探究组合墙板在单调侧向力作用下的受力变形,通过足尺模型实验和有限元模拟的方法,分析对比了纯钢框架与组合墙板的受荷响应及破坏模式。结果表明,组合墙板的破坏形式为脆性破坏,其极限抗侧承载力约为纯钢框架的3倍,当EPS混凝土板厚与梁柱翼缘宽度相等时承载力最高。     

预制超高性能组合式夹心墙板受压承载力研究

对一种新型预制超高性能组合式夹心保温墙板受压性能进行数值模拟并对现有计算公式进行了改进,采用ABAQUS软件分析了墙板的高厚比、边界条件、面层材料、夹心层材料及连接形式等参数对受压性能的影响,分析结果表明：面层材料对墙板的受压极限承载力影响较大,使用超高性能混凝土(UHPC)的墙板极限承载力较采用C30混凝土的墙板极限承载力平均提升了228%;当墙板厚度一定时,高厚比对墙板的受压极限承载力影响较小,当墙板高度一定时,降低高厚比会显著提升墙板的受压极限承载力;边界条件对墙板的受压极限承载力影响较大,而夹心层材料及连接件形式对墙板受压极限承载力的影响几乎可以忽略。同时拟合了墙板高厚比和稳定系数之间的函数关系,改进了墙板的受压承载力计算公式,为工程实践提供理论参考。     

外挂ALC墙板-钢框架及连接节点受力性能研究

对外挂式ALC条形墙板与传统钩头螺栓节点的破坏特征及受力机理进行了试验研究.针对上述连接方式不足,提出了在ALC墙板内部节点周围布置加密钢筋网的抗震措施,对加强墙板节点受力性能进行了研究.为此设计了不开窗洞墙板钢框架、开窗洞墙板钢框架、节点加强墙板钢框架、节点加强开窗洞墙板钢框架四个试件进行低周反复加载试验,利用有限元...     

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。     

装配式结构整体式内墙板连接优化与数值分析

文章总结了整体式内墙板的类型、与主体结构的连接构造及特征;针对现有装配式混凝土结构整体式内墙板连接设计与施工存在的突出问题,提出了2种改进的整体式内墙板连接构造方式,从设计和施工2个方面开展优化和改进,给出了此类施工精度控制要点;通过ABAQUS程序建立了带整体式内墙板的装配式剪力墙结构数值分析模型,研究了整体式内墙板采用不同连接构造方式对装配式剪力墙结构整体受力性能的影响,分析了极限承载力、刚度、破坏模式、应力分布规律等。研究结果表明:整体式内墙板的连接构造方式对装配式剪力墙结构的初始刚度和水平极限承载力有较大影响;整体式内墙板与装配式混凝土剪力墙采用合理的梁挂板接筋连接或U型钢卡螺栓连接方式安全可靠,其整体结构均能满足抗震规范的延性要求。研究成果可为整体式内墙板在装配式混凝土结构中推广和应用提供科学依据。     

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...     

石膏基墙板热泵干燥过程中温度场的有限元仿真

基于石膏基墙板主要依靠自然风干或简易高能耗隧道烘干法的不足,将热泵技术应用于石膏基墙板的干燥,并选择以干燥室进气温度恒定的热泵干燥装置,分析其工作过程。在此基础上,运用ANSYS热分析模块模拟干燥室进气温度为70℃时干燥过程墙板内部瞬态温度场分布。研究结果表明:加热干燥前期石膏基墙板升温快,高温区主要集中在外表面的边角区域;在加热干燥中期,墙板内部温度上升速度变慢;加热6 h后墙板温度与载荷温度趋于一致;在石膏基墙板榫头底部即空心墙板的实体最厚部位,墙板温度最后达到与载荷温度一致;在墙板长度方向上石膏基墙板中间段温度梯度基本上为0℃/m;对墙板的温度场进行仿真得到温度场变化规律,可为墙板的干燥装置设计和干燥工艺流程设计提供参考。     

吉林省风能资源利用现状及弃风解决方案探讨

为有效应对吉林省风电发展中的弃风问题,对吉林省风能分布、利用状况进行综述,利用统计数据对吉林省风能资源特点及风力发电出力规律特性进行分析和总结,并提出具有可操作性的解决吉林省弃风问题的方案,力求构建吉林省新型能源消费结构,以新能源替代和抑制常规非再生能源的消费增长,为吉林省节能减排及低碳经济发展探索新思路。     

织编机机架固有频率的有限元分析

本文用有限元素法建立织编机机架的力学模型,并计算了机架的低阶固有频率及相应的振型。机架是一带有集中质量的板-梁组合结构。墙板划分成板单元。引入了特殊的梁单元来处理墙板上的加强筋。以保证加强筋与墙板间满足位移连续。墙板与撑档之间的螺栓联结则采用扭簧来模拟。计算结果与实验测试结果基本吻合。     

扭转效应对叠合板式L型剪力墙抗震性能的影响

为了验证在地震作用下扭转效应对L型叠合板式剪力墙结构的抗震性能的影响,结合试验测试数据,采用非线性有限元软件ABAQUS进行弹塑性分析。对L型叠合板式剪力墙模型在正常地震作用(存在扭转效应)和有限元软件强制取消扭转效应下的抗震性能进行仿真数值模拟。通过对4组墙板模型在弹塑性阶段的承载力、刚度退化及延性的对比分析发现,扭转效应对剪力墙结构的影响主要体现在结构的承载力上,对结构构件的延性影响不明显,同时与全现浇墙板相比较,扭转效应对叠合墙板的墙板破坏顺序明显不同;全现浇墙板与叠合墙板的区别主要体现在延性上,两者之间相差约10%。     

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。     

复合墙板轴心受压试验研究

进行4组12片复合墙板轴心受压试验研究,对破坏过程及破坏形态,试件的荷载侧向挠度曲线复合墙板承载力及稳定性等试验结果进行对比分析.分析表明,墙板受力性能良好,通过斜拉筋连接的两侧混凝土能够很好的共同工作,复合墙板具有较高的轴心受压承载能力和可靠的稳定性,不会发生失稳破坏.最后,得出相应的承载力及稳定性计算公式和计算方法,结论可供设计参考.     

混凝土密柱石膏复合墙板抗震性能及简化模型

混凝土密柱石膏复合墙板是一种由钢筋混凝土和石膏纤维板组成的可用于多高层建筑的新型组合墙体结构.本文对混凝土密柱石膏复合墙板在低周往复荷载作用下的滞回性能进行了数值分析,得到了复合墙板的滞回曲线和骨架曲线,讨论了剪跨比、轴压比等参数对复合墙板承载力、耗能能力及刚度退化等的影响.结果表明,混凝土密柱石膏复合墙板滞回曲线饱满,耗能能力较强,抗震性能较好,剪跨比对复合墙板滞回性能有较大影响.建立了混凝土密柱石膏复合墙板的等效带缝剪力墙简化分析模型.对等效带缝剪力墙的滞回分析表明,等效带缝剪力墙与混凝土密柱石膏复合墙板受力机理及滞回性能均较为接近,验证了采用等效带缝剪力墙进行混凝土密柱石膏复合墙板整体结构地震响应分析的适用性和可靠性.     

CL复合墙板混凝土双面现浇施工技术

从CL结构的设计规程和验收标准来看，CL墙板的施工方法为单面预制，单面现浇。但在试验中我们发现CL网架板混凝土单面预制存在很多不足，CL网架板混凝土双面现浇更有利于结构的整体性，使施工工序简化，质量控制点减少，大幅缩短工期。文章通过方案比选着重对CL墙板混凝土双面现浇施工工艺及工艺重点进行全面阐述。     

地铁车站装配式蒸压加气混凝土墙板受弯性能

为研究装配式蒸压加气轻型混凝土墙板受弯性能及设计方法,以北京地铁19号线新发地站装配式隔墙为工程背景,对蒸压加气混凝土墙板受弯性能进行有限元分析。基于已完成的试验,建立有限元分析模型,并研究不同节点类型、混凝土强度、节点构造、板高厚比以及配筋率等参数对隔墙受弯性能的影响。通过不同参数的对比分析,为工程提供优化的设计建议。研究结果表明:U形卡连接墙板与钩头螺栓连接墙板相比,承载力较高,施工较简便;预埋焊接U形卡连接墙板承载力较柔性连接(非焊接)U形卡连接墙板有一定程度提高,但考虑地铁车站封闭施工环境的限制,可采用柔性连接U形卡节点;墙体高厚比的减小,能显著提高其极限承载力及刚度;提高墙体配筋率及混凝土强度能进一步提高墙板的极限承载力。     

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.     

基于实际竖向荷载分布的波纹钢板剪力墙轴压屈曲分析

波纹钢板剪力墙是一种采用波纹钢板作为内嵌墙板的新型钢板剪力墙结构,具有较高的强度、延性及耗能能力,可作为多层及高层建筑的抗侧力结构体系.内嵌波纹墙板可与边框同步安装,不可避免地会承受上部楼面及边框柱传递的竖向荷载,因此,对波纹钢板剪力墙在竖向荷载作用下的轴压稳定性及屈曲承载力进行研究具有重要意义.将波纹墙板简化为正交各向异性平板,利用微分方程幂级数求解法,推导了线性、非线性分布的轴压荷载作用下波纹墙板弹性屈曲承载力的理论分析方法,并结合三维精细有限元分析结果对该理论分析方法进行修正,以弥补波纹墙板简化产生的误差.建立了多层波纹钢板剪力墙结构的精细有限元模型,并对竖向荷载在各层墙板的分布规律进行研究,发现顶层墙板中竖向应力沿跨度方向呈抛物线分布,并得到了竖向荷载的分布函数,其余楼层墙板中竖向应力近似均匀分布.根据实际竖向荷载分布,提出了波纹钢板剪力墙结构中墙板轴压屈曲荷载的显性计算公式,并通过精细有限元分析验证了该计算公式的有效性.由参数分析结果可知,在其他几何参数不变的情况下,波纹墙板轴压屈曲应力随直边长度的增加显著降低,随平区格板宽度、波折角和区格板宽度比的增加而增加,而波纹边长度和...     

自复位两边连接梯形波纹钢板剪力墙滞回性能分析

本文提出了一种自复位两边连接梯形波纹钢板剪力墙结构,包括自复位钢框架与内嵌梯形竖波纹钢墙板,其中墙板仅与梁上下连接,以方便装配化施工．采用通用有限元软件ABAQUS建立了单层单跨自复位梯形波纹钢板剪力墙的有限元模型,并进行非线性滞回分析,以研究墙板连接形式、墙板波形及框架预应力水平对结构滞回性能和复位性能的影响．结果表明：自复位两边连接梯形波纹钢板剪力墙可有效耗散地震能量,控制震后残余侧移,且侧边加劲时两边连接墙板的承载力、耗能能力及残余侧移与角部切角时四边连接墙板基本相当．随着厚度的增加,两边连接波纹墙板的抗侧模式由剪切屈曲向剪切屈服转变,结构承载力及单位板厚的耗能能力显著增加,当板厚从3 mm增至9 mm时增幅分别为40%和50%,但结构残余侧移亦显著增加,2%侧移角下的残余侧移角可能超过规范可修限值的0.5%．随着波纹墙板波折角或波长的减小,结构残余侧移可有效降低,但结构承载力及耗能能力亦有所降低,最高可分别达30%和60%．另一方面,随着预应力筋的初始预应力增加50%,结构承载力增加13%,最大残余侧移角显著降低,由0.80%减小到0.35%,而耗能能力基本不变．随着预应力筋面...