装配式夹芯保温板拉结件性能指标评价体系研究

目的研究装配式夹芯保温板墙体拉结件的技术性能,构建评价体系,提供拉结件选用标准,实现装配式夹芯保温墙板质量和安全性能的提升.方法定义材料性能、结构性能、提升性能为一级指标,强度、弹性模量等九项性能为二级指标,通过隶属度分类法获得相似度评分,用层次分析法构建成对比较判别矩阵并确定指标权重,通过调研国内外相关规范指南和技术手册为指标评分提供依据,最后提出装配式夹芯保温墙板拉结件性能指标评价体系.结果选取某装配式夹芯保温墙板项目进行分析,对两种不同材质拉结件进行性能指标评价评分,分别得出评价结果 ,判别哪一种拉结件更适用于实际工程.同时对高性拉结件进行判别,验证了评价模型应用的可行性.结论针对拉结件深化设计建立指标评价模型,对于提升装配式夹芯保温墙板各方面性能具有重要意义.     

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...     

钢框架-装配式混凝土抗侧力墙板结构受力性能

为研究钢框架-装配式混凝土抗侧力墙板装配式结构体系的受力性能,对4榀钢框架-预制混凝土抗侧力墙板结构足尺试件进行低周反复荷载作用下的试验研究,测试连接构造的可靠性,研究结构的破坏机理、滞回性能、延性及变形和耗能性能等.采用有限元软件ABAQUS对试验模型进行分析,并在验证有限元模型可靠性的基础上,研究抗侧力墙板与钢梁连接界面的受力性能和传力机理,考察各类连接件承担剪力和弯矩的分布情况以及分配关系.试验结果表明:该结构体系为一种典型的双重抗侧力体系,加载过程呈现出明显的两阶段性,抗侧力墙板先于钢框架破坏,为结构体系的第1道防线;型钢混凝土墙板与钢梁连接界面上的剪力由型钢与抗剪栓钉共同承担,对于钢筋混凝土墙板,剪力作用主要由抗剪栓钉承担;连接界面上的弯矩作用主要通过型钢(或锚筋)承担拉、压力和混凝土承压来平衡.     

贯穿钢筋在波形PBL连接件中的影响研究

为了研究贯穿钢筋直径对波形PBL连接件极限抗剪承载力的影响,设计了贯穿钢筋直径分别为16 mm、20 mm和25 mm三组PBL连接件推出试验试件,通过使用5 000 kN的加载试验机对试件进行加载试验,测量出试件中工字钢与混凝土板之间的相对位移,并绘制出试件的荷载位移曲线.试验结果表明,当贯穿钢筋直径从16 mm增加到20 mm时,波形PBL连接件的抗剪承载力随着贯穿钢筋直径的增加而提高,当贯穿钢筋直径从20 mm变到25 mm时,波形PBL连接件的抗剪承载力虽在增加但增幅明显下降.     

反复荷载作用下复合剪力墙板的试验研究

为研究复合剪力墙板的抗震性能,采用荷载-变形双控制水平加载方式进行7组共15片墙板试件在低周反复荷载作用下的试验,分析各试件的滞回特性、耗能性能、延性等.试验结果表明,各试件的滞回曲线较为饱满;施加一定轴压后试件的耗能能力和延性会更好;墙板为两侧等厚混凝土层组合、有边框、现浇时,其抗震性能优于不等厚混凝土层组合、无边框、普通销键连接的装配整体式复合剪力墙板.     

栓钉与拉结筋对圆钢管混凝土黏结性能的影响

为研究栓钉与拉结筋构造对圆钢管与高强混凝土黏结-滑移性能的影响,设计了15个大尺寸圆钢管高强混凝土试件并进行了推出试验.钢管内部采用无构造、栓钉、拉结筋等构造措施,核心区混凝土采用C60和C70普通混凝土或C60再生混凝土.通过推出力、滑移位移和钢管应变,分析了不同参数对黏结性能的影响,阐述了滑移破坏全过程的作用机理,并给出了栓钉与拉结筋构造抗剪承载力的计算方法和界面本构关系.结果表明:采用栓钉构造与拉结筋构造可大幅度提高黏结强度和耗能能力,无构造措施下钢管再生混凝土的黏结性能比同强度普通混凝土更好,提出的栓钉与拉结筋抗剪计算方法与试验结果符合较好.     

灌浆插筋式模块钢结构连接节点力学性能试验研究

针对模块钢结构建筑间的连接问题,提出了一种新型的由钢筋与CGM灌浆料组成的灌浆插筋式模块钢结构连接节点形式,并采用试验和理论分析的方法,对节点柱的轴压性能、轴拉性能和抗弯性能进行了深入研究,提出了相应的承载力计算方法．研究结果表明：(1)在轴向压力作用下,此节点上下两侧空钢管发生屈曲破坏,轴压承载力约为钢管截面屈服承载力的97%,表明此节点具有较好的抗压承载能力;不同钢筋直径试件的荷载-位移曲线基本一致,表明节点的抗压承载力与钢筋直径无关;(2)在轴向拉力作用下,试件在节点的连接缝隙处发生分离,灌浆料表面呈现了斜向裂缝;在钢筋直径为14～18 mm的范围内,构件的极限抗拉承载力为钢管极限承载力的28%～32%,并且随着钢筋直径的增大,试件的极限抗拉承载力增大、延性减小;(3)在弯矩作用下,试件一侧受拉、另一侧受压,在节点的连接缝隙处钢管发生分离,受拉区灌浆料形成斜向裂缝;在钢筋直径为14～18 mm的范围内,构件的抗弯承载力为钢管承载力的37%～47%,并且随着钢筋直径的增大,试件的极限抗拉承载力增大、延性减小,试件的屈服位移和极限位移均增大．     

铝-金属玻璃-铝复合板的抗破甲性能研究

利用爆炸焊接技术成功制备出铝-金属玻璃-铝三层复合板, 并对其抗破甲性能进行了试验及数值分析。针对复合板的尺寸较小的特点, 建立了适用于小试件( 特征尺寸小于 50 mm) 的破甲实验方案;基于动力学软件ANSYS/ LS-DYNA 提出了一套对破甲过程进行数值模拟的计算方案。研究结果表明, 破甲试验装置产生的聚能射流直径较小、稳定性良好, 铝-金属玻璃-铝三层复合板在聚能射流作用下其上表面呈大范围的花瓣形破坏, 中间层的金属玻璃材料呈粉末状破碎, 对后续的射流过程起到了干扰的作用; 计算方案可有效地模拟聚能射流的形成及其对铝-金属玻璃-铝三层复合板的侵彻; 数值模拟得到的破甲深度、稳定阶段侵彻通道的直径、材料的破坏模式与实验结果相符。     

不同拉结构造填充墙框架抗震性能试验研究

开展了3榀足尺空心砌块填充墙框架的低周往复加载试验.主要研究填充墙的不同拉结构造形式对填充墙框架抗震性能的影响.填充墙钢筋拉结构造包括常规拉结、通长拉结和配筋砂浆带拉结等3种形式.在试验研究基础上分析了试件的破坏形态、滞回特性、骨架曲线和耗能能力等特征.研究结果表明,3种拉结构造的填充墙均经历了开裂、裂缝贯通和砌块剥落和塌落等破坏阶段.与常规拉结填充墙相比,采用钢筋通长拉结或配筋砂浆带拉结可延缓填充墙开裂和破碎,在大位移角下表现出较好的抗倒塌能力和耗能能力.在1/25位移角时,钢筋通长拉结的填充墙砌块剥落面积最小,体现了更好的拉结效果.     

大直径焊钉连接件抗剪性能试验

为了解决部分情况下组合结构桥梁钢-混结合面焊钉布置过密的问题,通过直径22mm,25mm和30mm焊钉的抗剪承载性能模型试验比较分析了直径25mm和30mm大直径焊钉相对于直径22mm常规焊钉破坏模态、承载力、刚度和变形性能的差异,并对国内外桥梁规范中焊钉抗剪承载力设计式对于大直径焊钉的适用性进行了评估.研究结果表明,相对于直径22mm焊钉,直径25mm和30mm焊钉的抗剪承载力平均增大约14%和42%,抗剪刚度平均增大约35%和106%.《公路钢结构桥梁设计规范(送审稿)》、规范Eurocode 4和规范AASHTO LRFD中的抗剪承载力设计式均可较为保守地计算大直径焊钉的抗剪承载力,其中Eurocode 4最为保守.试验值与设计值的比值随焊钉直径的增加而减小.     

钢-混凝土组合结构中SMA连接件抗剪试验

目的将形状记忆合金(SMA)制成螺栓型连接件,应用于钢-混凝土组合结构中,研究不同因素对SMA连接件承载能力的影响.方法采用改进的推出试验方法,从水平力、混凝土强度、SMA连接件的直径、配筋情况4个方面来研究SMA作为连接件的抗剪性能.结果在相同的相对滑移下,SP-2比SP-1的荷载极限值约降低了20%;SMA连接件的直径由6 mm增大为8 mm时,其极限荷载增加了90%,屈服荷载增加了110%;SMA连接件的屈服荷载约为极限荷载的60%,屈服滑移为极限滑移的34%.结论水平力的存在会降低SMA连接件的承载能力;SMA连接件直径对其承载能力的影响极为显著;混凝土强度对SMA连接件承载能力的影响较小;混凝土中是否配筋对SMA连接件的承载能力的影响不明显.同时,应用SMA连接件的试件延性较好,可以应用到实际工程中.     

新郑门遗址土剪切及拉伸试验研究

土力学性能研究十分注重土体的抗压抗剪性能,而对土体的抗拉性能研究较少.遗址土作为一种人工处理的特殊土,其力学性能尤其是抗拉性能相对较高,独特的力学性能是土遗址保存至今的重要原因之一,也是土遗址研究的重点.本文对遗址土的基本物理性质进行了测定;对干湿循环后的试样进行了低应力条件下直接剪切试验,研究了干湿循环对遗址土力学性质的影响;采用改装后的单轴拉伸试验仪器及三轴拉伸仪,测试了遗址土的抗拉性能.论文的研究结果为新郑门遗址稳定评价提供了试验依据和理论基础.论文的研究方法也为抗拉性能较高的非饱和土的力学性能研究提供了借鉴.     

新型承插式螺栓连接柱-柱节点抗拉性能研究

为实现模块化钢结构单元房间的上下连接,提出一种新型承插式螺栓连接柱-柱节点,以有无注浆、承插深度为参数设计并制作3个足尺节点试件,并对其进行抗拉试验,分析了各节点的破坏形态、应变分布以及承载能力等,探讨了该新型节点的抗拉性能．建立了数值分析模型,进行了轴拉荷载作用下的受力性能参数化分析,研究了承插深度、螺栓直径及内套筒厚度对节点抗拉承载力的影响．基于高强螺栓的抗剪承载力,提出了适用于该新型节点的抗拉承载力计算公式．研究结果表明：该新型节点可将轴向拉力有效传递至高强螺栓,试件破坏时均出现高强螺栓群被剪断,灌浆节点试件发生破坏时,出现钢材与灌浆料界面的黏结破坏及螺栓周围局部灌浆料的压碎;高强螺栓群在拉力荷载作用下呈端部螺栓受剪较大、中心螺栓受剪较小的分布,试件破坏时,各螺栓承受的剪力趋于相等;灌浆节点与无浆节点相比,灌浆料与高强螺栓协同工作性能良好,弹性阶段最大摩擦力平均值提高64.4%,极限抗拉承载力提高14.1%;承插深度由300 mm增至500 mm,节点极限抗拉承载力提高80.9%;承插深度和螺栓直径对节点抗拉承载力影响较大,内套筒厚度对节点抗拉承载力的影响较小;根据提出的节点抗拉...     

IPSW结构竖向缝连接抗剪承载力试验及理论研究

为了验证新型全装配式钢筋混凝土剪力墙(IPSW)结构中竖向缝连接的可行性并研究其抗震性能,制作了2个竖向缝连接试件,并对其进行低周反复荷载试验.试验结果表明,翼缘墙板与腹板墙板之间的连接件(内嵌边框、高强螺栓和连接钢框)能够有效地传递二者之间的相互作用力,保证二者协同工作.然后,分别基于最大拉应力理论、平截面假定和力的平衡条件、抗剪抵抗机构和力的平衡条件,建立了开裂荷载、屈服荷载、极限抗剪承载力的计算模型,并推导了理论公式.结果表明,开裂荷载、屈服荷载以及极限抗剪承载力的试验值与理论值吻合较好.由此可见,IPSW结构的竖向缝连接方案可行,特征荷载的计算模型及计算公式合理.     

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...     

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.     

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。     

钢丝网增强混凝土复合材料结构参数优化试验

为提高混凝土复合材料的力学性能,提出了一种新型防护材料——钢丝网增强混凝土,并优化了其结构参数。以混凝土为基体材料、多种规格的钢丝网为增强材料,设计了多种层间距,研制了多种钢丝网增强混凝土复合材料。通过试验分析,比较了复合材料的结构参数对其静态抗压、抗弯、抗劈拉性能以及动态抗冲击性能的影响。研究表明,直径0.5 mm、网格边长3 mm和层间距5 mm的钢丝网增强混凝土复合材料的力学性能较好、成本较低,是本试验中最优的复合材料。     

钢-超薄UHPC组合桥面板界面抗剪性能研究

针对正交异性钢板-超薄超高性能混凝土(Ultra High Performance Concrete,UHPC)(厚度为35mmUHPC板+20mm磨耗层)组合桥面板中,UHPC层过薄而无法采用常规抗剪连接件形式的问题,提出一种新型钢筋网局部焊接抗剪连接件.通过推出试验测得了焊接抗剪件的荷载-滑移关系曲线和抗剪承载力,以某长江大桥为背景,对焊接抗剪件的布置方式进行了研究.试验结果表明:焊接抗剪件的推出试验破坏过程属于脆性破坏,破坏前界面相对滑移较小,焊缝长度为50mm的焊接抗剪件极限抗剪承载力为119kN.与栓钉相比,相同荷载比值下采用焊接抗剪件的界面相对滑移小,焊接抗剪件的抗剪刚度大于栓钉.计算结果表明:钢-超薄UHPC组合桥面板在布置抗剪件时,需关注UHPC层底部受力.加大抗剪连接件布置密度可减小UHPC层底部横、纵桥向拉应力,降幅可达36.3%.     

灌浆套筒连接钢筋高温后抗拉性能试验

目的研究灌浆套筒连接钢筋高温后的抗拉性能,为采用灌浆套筒连接钢筋的装配式钢筋混凝土结构火灾后性能评估提供依据.方法选定直径为25 mm的钢筋,用灌浆套筒连接,制作5个试件,分为三组.第一组1个试件,不升温,用于抗拉性能对比.第二组和第三组各有2个试件,在火灾试验炉中按ISO 834曲线升温15 min和25 min,用热电偶采集受火试件内灌浆料的温度时间曲线,受火试件的温度降到室温后,在试验机上进行拉伸试验,测出5个试件的极限承载力.结果根据试验结果,初步确定影响试件破坏形式的灌浆料临界温度在700℃附近,拟合出了在ISO 834升温曲线下灌浆料经历的最高温度与套筒连接试件极限承载力之间关系的经验公式.结论火灾产生的高温会降低灌浆料的力学性能,对高温后套筒连接钢筋试件的极限承载力有明显影响;拟合的经验公式对装配式钢筋混凝土结构火灾后性能定量评估具有重要的参考价值.