整体预制装配式结构设计与实践

我国经济的高速发展推动了建筑行业的发展步伐,国内外相关部门对装配式建筑的结构设计与实践产生了浓厚的兴趣,整体预制装配式结构已经成为建筑行业发展的必然趋势。为此提出整体预制装配式结构设计与实现进行研究,从预制装配式框架结构体系的设计,预制装配式剪刀墙结构体系的设计,预制装配式建筑立面设计以及预制装配式建筑平面设计四个方面对整体预制装配式结构进行设计。实验证明新型整体预制装配式结构的优势,为整体预制装配式建筑施工提供借鉴。     

水平缝螺栓连接的全装配式复合墙体 受力性能试验研究

提出一种用于全装配式复合墙体水平接缝的干式连接方法,通过预埋钢件、L形钢连接件和高强螺栓来连接预制墙体和上、下层结构.为研究采用此种干式连接方式绿色装配式复合墙体的抗震性能和连接件的受力性能,以钢连接件厚度和高强螺栓规格(直径和预拉力)为关键参数,设计5榀墙体试件进行单调加载试验,对试件的破坏模式、水平荷载-位移曲线、特征值点、抗震性能指标、连接件的应变、连接件与墙板的相对滑移进行研究.研究结果表明:水平缝采用螺栓连接的试件变形能力较强,极限位移角达1/25时仍具有较高的承载力;增加钢连接件厚度可提升试件的承载力和初始刚度,但高强螺栓规格对试件承载力和刚度无明显影响.     

装配式剪力墙竖向焊接节点抗剪性能

为了对装配式剪力墙结构节点干式连接方案进行研究,在已有研究成果新型预制复合墙板体系的基础上提出了采用焊接连接的装配式剪力墙干式节点方案,并通过两批共5个焊接节点试件的单调静力加载试验来考察竖向节点的抗剪性能和变形能力.试验表明,节点试件具有较好的抗剪性能和变形能力;试件破坏始于节点周围区混凝土出现裂缝,终于连接钢板和锚筋剪断致使节点试件失去承载能力.在此基础上通过ABAQUS有限元分析软件对节点试件受力过程进行了模拟,并对各种材料参数进行了详细比较和分析.通过比较可知该类节点抗剪性能和变形能力主要由连接钢板、锚筋抗剪承载力和节点周围区混凝土抗压承载力决定,纵筋、箍筋、预埋钢板等材料参数变化对节点试件影响不大.最终,得到了竖向节点焊接连接方案可用于装配式剪力墙结构节点连接之中的结论.     

基于结构方程模型的装配式混凝土建筑增量成本控制研究

装配式建筑增量成本是制约装配式建筑发展的关键因素.为有效实现装配式建筑的推广,以装配式混凝土建筑增量成本为研究对象,从混凝土预制(precast concrete,PC)构件的设计、生产、运输和安装4个方面出发,通过文献研究法筛选出影响装配式混凝土建筑增量成本的14个因素;发放调查问卷,用收集到的有效数据构建结构方程模型(structural equation model,SEM),并对装配式混凝土建筑增量成本的影响因素进行评价分析;针对关键影响因素提出控制增量成本的措施.研究结果表明:装配式混凝土建筑增量成本受信息化技术、PC构件生产规模、PC构件装载方案、施工工艺水平的影响较为显著.     

住宅建筑装配式混凝土结构中短肢剪力墙设计分析

本文确定后张无粘结预应力装配式短肢剪力墙的设计方法并建立了设计模型及非线性有限元模型。采用短肢剪力墙的小高层建筑住宅,因适应现代居住空间要求的大空间和灵活性,近年来越来越受到开发商和住户的青睐。笔者通过掌握预制一装配式混凝土结构的国内外最新研究动向,特别是后张无粘结预应力在PRESSS（预制抗震结构体系）中的出色表现,提出了后张无粘结预应力装配式短肢剪力墙。     

上海建工五建集团有限公司 面向高预制率的承重体系预制装配式关键技术研究与应用

<正>发明成果取得良好的经济与社会效益,推动我国装配整体式建筑的发展,为今后装配式建筑施工提供借鉴和指导。随着预制装配式建筑从住宅延伸到公共商业项目,建筑面积逐年大幅递增,预制率逐步提高,由低预制率非承重体系向高预制率承重体系转变。本项目对预制梁柱、预制剪力墙等高预制率承重体系的成套建造技术及装置进行研究,推动全国装配式建筑发展提供更广阔的应用空间。主要发明点包括:     

装配式钢结构建筑内隔墙体系的研究现状

在装配式钢结构建筑中,内隔墙体系占墙体围护结构的绝大部分,其优劣对建筑整体质量有重要影响.为了进一步研究内隔墙体系相关技术,推进装配式钢结构建筑的发展,需要对现有内隔墙体系的研究成果进行归纳梳理.针对该问题,首先介绍了装配式钢结构建筑内隔墙体系的国内外发展现状;然后总结了近年来我国装配式钢结构建筑的几种内隔墙体系材料和结构,从物理性能、造价和节能环保方面列出不同类型内隔墙的优点及缺点,并给出不同类型内隔墙体系选材的建议;最后,探讨了我国装配式钢结构建筑中内隔墙体系存在的问题和发展趋势.     

装配式建筑单元设计及其结构试验研究

针对装配式建筑体系中剪力墙在施工方面存在的困难,设计了一种由梁和上、下半墙组成的半体剪力墙单元,为了研究其结构抗震性能,文中对2个现浇剪力墙和1个预制装配式剪力墙进行了低周反复荷载试验,分别研究了预制装配式剪力墙与现浇剪力墙的破坏形态、滞回曲线以及承载能力。试验结果表明:施工缝位置对结构的影响更大,半体剪力墙通过合理的连接方式能够满足建筑与结构的要求。     

采用文献计量可视化知识图谱分析的装配式建筑预制供应链管理

为掌握装配式建筑预制供应链管理的发展现状和挖掘未来研究机会,以Web of Science核心合集数据库为数据来源,通过严格定义检索关键词,收集2000-2019年装配式建筑预制建设管理活动相关英文文献105篇.从发文量和年度分布、期刊和作者影响力、关键术语共现和主题分类等几个方面展开分析,并基于VOSviewer软件实现可视化知识图谱.根据聚类色谱图选取每个主题的典型文献进行讨论,检视和分析预制供应链管理的现状、空白和关键研究.结果表明:生产调度在资源配置、动态扰动、优化目标之间的平衡和求解算法等方面还需做更深入探索;预制供应链的动态管理包括动态扰动的风险评估、预防和响应等,是改善预制供应链管理绩效的重要切入点;基于建筑信息模型(BIM)、无线射频识别(RFID)技术、物联网等信息技术的智能供应链将是未来主流方向;预制供应链风险管理研究对完善预制供应链管理理论起到很好的补充作用.     

金字塔型碳纤维点阵-钢混合连接结构力学性能

为考查混合连接结构的力学性能,设计了两种不同形式的样件,通过试验研究了混合连接结构压缩与弯曲性能.结果发现:轴向压缩试验中点阵夹芯结构是连接结构的薄弱环节,芯材剪切引发的脱胶破坏与面板压皱都会引发结构失稳;面板分层是三点弯曲试验中连接结构的主要破坏模式,均发生在结构刚度突变位置,而支座反力的作用会导致点阵树脂基座的破裂,进一步引发脱胶破坏.     

罕遇地震下上海中心超高层的性能化抗震设计

参照CECS160(《建筑工程抗震性态设计通则》)和ASCE41(《American Society of Civil Engineers/SEI 41—06》),研究确定拟建的上海中心超高层建筑结构的性能化抗震设计目标,提出了直接用于该结构的基于材料本构关系的性能化抗震设计方法,以及基于位移的性能化抗震设计控制指标,选取合适的结构单元模型与合适的非线性动力分析技术相结合的方法,对上海中心超高层结构进行整体抗震性能评估.为该结构设计提供了有益的建议,并为基于位移的性能化抗震设计方法积累了资料.     

农村装配式住宅侧墙送风系统室内气流组织研究

针对装配式建筑特殊结构形式对暖通空调(heating,ventilating and air conditioning,HVAC)系统新的挑战与机遇,结合置换通风优势以及装配式住宅建筑墙体空间结构特征,开展了装配式住宅侧墙通风系统集成研究.采用数值建模研究手段,基于计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)计算平台,在诠释系统架构与运行方式基础上,重点分析了该新型系统运行效果表征关键环节,即室内气流组织效果.选择了夏季室内三种不同送风模式以及传统射流送风方式进行对比分析,并以风速不均匀系数、空气扩散性能指标以及通风效率等作为系统性能评价指标.研究结果表明:在相同的制冷量限定条件下,大面积侧墙下送上回和中送风工况的风速不均匀系数、空气扩散性能指标、通风效率分别为0.432、0.963、1.279和0.386、0.926、1.574,优于传统射流送风方式的0.552、0.483、1.081.尤其采用中送风模式下,室内工作区内温度较低,在满足室内设计温度的条件下具有节能潜力.该装配式住宅侧墙送风系统,不仅可提高室内热舒适性,而且能一定程度上降低建筑能耗,为装配式建筑与暖通系统的融合与一体化设计开拓了新思路.     

多联机系统与轻钢装配式建筑一体化设计新方法

近年来,轻钢装配式建筑因自身结构简单、施工快速便捷、环境效益高等优势,得到广泛关注与研究,并大量应用于工程实践,具有较大的应用前景。轻钢装配式建筑的出厂构件不宜被二次破坏,但传统暖通空调设计方法所导致的后续施工会破坏建筑结构。因此,传统暖通空调设计方法已不适用于轻钢装配式建筑。而目前针对暖通空调与轻钢装配式建筑融合发展的研究与应用相对较少。为填补适应轻钢装配式建筑的暖通空调设计方法的空白,作者提出了一种暖通空调系统与轻钢装配式建筑一体化设计新方法。并探究了适用于传统建筑的暖通空调设计方法与适用于轻钢装配式建筑的暖通空调设计方法的差异。根据这两种暖通空调设计方法的差异,在现有传统暖通空调设计理念的基础上,凝练出暖通空调系统与轻钢装配式建筑融合发展三项原则。这三项融合原则分别为结构安全优先、非同寿命周期和功能区弹性化原则。并基于上述三原则,进一步提出暖通空调系统与轻钢装配式建筑融合新方式,并以多联机系统为案例展开深入分析。研究结果表明,所提出的多联机系统与轻钢装配式建筑一体化设计新方法,能够弥补传统暖通空调设计方法应用于轻钢装配式建筑的不足。并能充分发挥轻钢装配式建筑自重轻、结构简单、构件小可暗装等优势。该研究为暖通空调系统与其它类型装配式建筑一体化设计开拓了思路,奠定了理论基础。     

分离式桥梁一体化连接合理形式分析

对桥梁进行加宽,国内外常采用上下行分离式桥梁形式,该结构类型现在成为桥梁运营管理和行车安全控制的难点,分离式桥梁一体化是解决这一问题的较好方法。以分红河桥为例,讨论了铰接和刚接两种连接方式对桥梁性能的影响。并提出了一种新的刚性连接方案,为同类桥梁连接拓宽提供了参考依据。     

外挂混凝土墙板对钢框架结构自振周期的影响

外挂混凝土墙板是装配式钢结构建筑、甚至普通钢框架结构建筑的主要围护墙体材料,对结构自振周期的影响不容忽视.在对各国规范中钢框架结构基本自振周期计算方法进行归纳的基础上,基于已有的一栋带蒸压轻质加气混凝土墙板足尺钢框架结构模型试验数据和一栋带预制装配式混凝土墙板钢框架教学楼实测数据,分析了相关规范计算方法的适用性.结果表明,考虑墙体的经验公式对带外挂混凝土墙板钢框架结构自振周期的估计较为准确.基于40栋带外挂混凝土墙板钢框架结构自振周期实测数据,提出了带外挂混凝土墙板钢框架结构自振周期经验公式.公式以结构高度为自变量,基本自振周期为结构高度的幂函数,公式计算结果离散度较小,与实测结果吻合较好,可供设计人员参考.     

某超高层建筑结构抗震设计与分析

在结构性能目标分析的基础上,运用PKPM软件,建立了某超高层建筑结构计算模型,进而对该结构进行了抗震设计、计算与分析。通过对计算结果的分析和评价,提出了适合该超高层建筑的结构抗震措施。该抗震设计及分析方法和结构抗震措施可为类似超高层建筑的抗震设计提供参考。     

基于性能的沥青路面全寿命设计方法--重交通沥青路设计方法之二

鉴于传统的路面结构设计不能很好地控制路面损坏状况 ,故对先前建立的路面结构行为方程进行了验证 ,分析了不同沥青材料对路面长期使用性能的影响 ,建立了旧路面的结构状况对罩面路面结构的影响关系 ,在此基础上对路面结构的全寿命使用性能进行了分析 .根据所建立的全寿命路面结构行为方程 ,提出了一套基于路面使用性能的新的路面设计方法 ,并试图根据路面在整个分析期内的使用性能来设计路面的结构组合 ,给出最优的、唯一的路面结构厚度组合 .为了保证按上述方法设计的路面结构具有期望的寿命 ,最后给出了路面材料选择的原则性建议     

基于实例的再设计策略研究

就智能设计系统的再设计问题进行了详细的分析与研究，在综合领域成就的基础上，探讨了再设计面临的主要困难．针对重型机床模块化设计的特殊性及机床结构约束的松散性，提出了一种基于实例的再设计策略辅以相关性制导等策略的混合控制策略；并详细描述了基于实例的再设计策略的基本思想、实现方法、关键技术与求解机制．该策略已成功地、柔性地应用于重型机床模块化设计全过程．     

润扬长江大桥结构损伤预警系统的设计与实现

研究了润扬长江大桥结构损伤预警系统的功能、体系结构、数据库和应用软件的设计与实现方法.提出了结构损伤预警系统的两级架构设计和两阶段实现方法,以保证结构损伤预警的实时性和准确性.建议采用Client/Server和扩展Browser/Server两种系统模式相结合的形式将结构健康监测系统与损伤预警系统相互结合,并采用MIMOSA数据库规范进行损伤预警数据库的设计.针对基于扩展Browser/Server模式的损伤预警软件特点,提出分别采用ActiveX技术和ASP技术实现客户端和服务器端应用的软件设计方法,并在此基础上编制了润扬长江大桥结构损伤预警系统软件.     

采用模糊TOPSIS法的装配式建筑成本评价方法

装配式建筑是在国务院和住建部等相关部门提出的绿色、低碳节能建筑及建筑信息化和工业化的背景下应运而生。装配式建筑具有工期短、低碳环保、精简人员、质量可靠等优点,但目前也存在一些问题,其中较突出的一个问题是装配式建筑较传统建筑成本高。首先通过文献检索和现场调研,建立装配式建筑成本评价指标体系,然后通过层次分析法计算得出各指标的权重,最后基于模糊TOPSIS法对四个位于福建省内的装配式高层建筑项目距离最优成本的贴近度进行计算并排序,同时对结果进行分析并给出建议。研究结果表明,按照给出的装配式建筑评价指标进行成本评价具有一定的科学性和适用性,研究的方法能方便地对各装配式建筑项目进行成本评价,研究成果将为进一步研究其它装配式建筑的成本方案比选提供借鉴。