轻钢龙骨防火外墙及其与钢框架连接的平面外受力性能分析

针对轻钢龙骨防火外墙在L形角钢连接、异形角钢连接两种连接方式下的平面外受力性能进行了试验研究。然后采用有限元软件ABAQUS对试件进行模拟分析，模拟结果与试验结果吻合良好，验证了有限元模型的有效性。进而考虑竖向轻钢龙骨间距及布置方式、横向轻钢龙骨厚度、异形角钢连接件个数、L形角钢与型钢梁连接自攻螺钉个数、L形角钢厚度六个因素的影响，对轻钢龙骨防火外墙及其与钢框架连接的平面外受力性能进行有限元模拟分析。结果表明：增加异形角钢连接件个数或L形角钢的自攻螺钉个数可提高墙体平面外极限承载力和刚度及连接件平面外刚度，且提高效果最为显著；减小龙骨间距能提高墙体平面外极限承载力及刚度；增加横向轻钢龙骨厚度能提高墙体平面外极限承载力和连接件平面外刚度；增加L形角钢厚度可明显提高墙体及连接件平面外刚度。     

夹芯墙体玻璃钢连接件连接性能研究

整体预制夹芯墙体是集承载、保温、轻质于一体的墙体构造形式,由内外叶墙、连接件、中间保温板三部分组成,而连接件是连接夹芯保温墙体内、外叶墙及保温板的关键部件,目前市场上连接件多为进口,并且价格偏高,不利于推广。因此需要寻求一种力学及保温性能较好且价格低廉的新型连接件。选取玻璃纤维型材作为夹芯墙体连接件材料,与一般连接件相比具有无冷热桥、强度高、耐腐蚀、价格低廉的优点。对采用了棒状、板状、L型、H型、槽型连接件的夹芯保温墙体进行拉拔及剪切试验,并对夹芯墙体试件进行了热工试验,结果表明玻璃纤维具有较好的抗剪切及抗拉拔性能且保温隔热性能优良,其中槽型连接件的开裂荷载和极限荷载最大,更适合作为预制夹芯保温墙体内部连接件。     

预制夹芯墙中新型复合式连接件热桥效应分析

为了解预制夹芯墙中新型复合式连接件的热桥效应,设计制作了两片带有复合式连接件的预制混凝土夹芯墙,采用热箱-热流计法对其传热过程进行了测试,获得了墙体的内外表面温度、内表面热流密度并计算得到了其传热系数,利用有限元软件ANSYS对试验墙体展开了数值模拟,通过与试验结果对比验证了模型的合理性,此外,有限元分析得到了墙体中温度的分布规律,以及外裹尼龙对热桥效应的影响。结果表明:复合式连接件在预制夹芯墙中形成了热桥,导致墙体传热系数增大约32%;有限元模型可较好地模拟带有复合式连接件的预置夹芯墙的传热过程;复合式连接件使得墙体传热过程呈现多维效应,距离连接件越近,温度变化越剧烈,多维效应越明显;外裹尼龙可减少连接件中热量的传递,减小其热桥效应。     

预制夹芯墙体中新型复合式连接件受力性能试验研究

为使预制混凝土夹芯墙体的内叶与外叶之间通过连接件具有良好的整体工作性能,针对新型复合式连接件,对其抗拉、抗剪性能开展试验研究,通过15个抗拉试验和12个剪切试验,获得了该连接件的抗拉及抗剪能力、破坏过程与现象,分析了墙体中分布钢筋与连接件位置关系及混凝土强度等级对连接件抗拉性能及剪切性能的影响。结果表明:复合式连接件的受拉破坏形式为混凝土的锥形体破坏,而剪切试验呈现连接件穿心钢筋的弯剪破坏;复合式连接件的抗拉承载力及抗剪承载力与实际工程中连接件所受的拉力及剪力实测值相比,具有较大的安全储备,可在实际工程中应用推广;墙体内分布钢筋与连接件的位置关系对极限承载力大小及破坏现象基本没有影响,但外叶墙中的钢筋网片以及十字形钢筋能够延缓连接件的拔出过程;混凝土强度对连接件的抗拉承载力有显著影响,而对抗剪承载力无影响;最后,基于试验现象及分析,提出了新型复合式连接件抗拉承载力计算方法。     

单向少墙剪力墙结构的墙体面外抗震设计

通过某实际工程案例分析了单向少墙剪力墙结构在少墙方向结构的受力特性和刚度构成,研究Y向墙体在少墙方向面外受力情况,并对面外受力的墙体区分不同部位分别进行小、中、大震下的承载力验算,然后结合抗震性能目标给出相应结构设计措施。     

粮食平房仓“结构-隔热”一体化墙板热工性能研究

为了提高散装粮食平房仓墙体保温隔热性能,提出了一种新型“结构-隔热”一体化墙板（SIW墙板）。通过试验和数值模拟,分析了保温板厚度、连接件等对SIW墙板热工性能的影响,揭示了内、外叶墙板温度、热流密度随时间的变化规律,得到了SIW墙板的传热系数,基于传热系数指标开展了SIW墙板在不同储粮生态区的适用性评价。结果表明：相较于传统平房仓砖砌墙体,保温板厚度为50 mm和80 mm的SIW墙板传热系数分别降低了45.81%和56.13%;GFRP连接件在SIW墙板中的热桥效应不显著,对墙板温度场的影响较小;相较于保温板厚度为50 mm的SIW墙板,80 mm厚的SIW墙板能满足3个储粮生态区对粮食平房仓墙体传热性能的要求。     

X向少墙时Y向剪力墙结构墙体面外抗震设计

通过某实际工程案例分析了单向(X向)少墙剪力墙结构在少墙方向结构的受力特性和刚度构成,研究Y向墙体在少墙方向的面外受力情况,并对面外受力的墙体区分不同部位,分别进行小震、中震、大震下的承载力验算,然后结合抗震性能目标给出相应结构设计措施。研究表明,小、中震下墙肢未屈服,但大震下部分墙肢屈服,因此,剪力墙面外受力的问题应予以充分地重视。     

大直径盾构隧道新型纵缝接头抗弯性能试验研究

纵缝接头是盾构隧道受力性能的薄弱部位,管片接头的形式直接影响盾构隧道的力学性能。目前国内的盾构隧道纵缝接头使用的连接件多为螺栓,新型纵缝接头使用了一种新的连接件—滑入式连接件,此种接头在大直径盾构隧道中的受力性能有待研究。本文以新型纵缝接头为研究对象,针对两种不同型号的滑入式连接件,采用模型试验的方法探究了大直径盾构隧道新型纵缝接头的受力性能,通过理论分析计算了新型纵缝接头的极限承载力,并比较分析了传统螺栓纵缝接头和新型纵缝接头的受力性能。结果表明：新型接头衬砌管片的薄弱部位在连接件周围的混凝土区域;滑入式连接件的型号直接影响新型纵缝接头的受力性能,两种接头中连接件尺寸较大的接头转角刚度相较于连接件尺寸较小的接头转角刚度增加了7.2～169.5%,极限承载能力增加了69.9%;新型纵缝接头比螺栓接头有更高的转角刚度,受力性能更好,适用于大直径盾构隧道。     

低周反复荷载作用下节能复合混凝土空心砌块墙体试验研究

通过对节能复合混凝土空心砌块2片开窗洞、加窗台梁墙和2片不开窗洞.共4片墙片试件的水平低周反复荷载试验,研究节能复合混凝土小型空心砌块砌体墙的受力全过程、开裂部位、裂缝发展情况以及破坏形态,分析墙体的滞回特性、延性、耗能能力、刚度退化等抗震性能:同时考察了复合砌块的外叶保护层的受力性能、破坏程度以及与墙体的共同工作机理.探讨不同构造措施、以及开窗洞对墙体抗震性能的影响.研究结果表明:节能复合混凝土砌块砌体从开始加栽到最终破坏,砌块的外叶保护层都没有明显的鼓凸和脱落现象,说明聚苯层及横向拉接筋能够提供可靠的连接,保证外叶保护层在水平剪力和竖向荷载共同作用下和墙体整体工作;此外,开窗洞对墙体的抗震性能削弱较大.     

现场发泡夹心墙内外叶墙协同工作性能

为研究现场发泡夹心墙的稳定性、钢筋混凝土挑耳和拉接件参与变形能力、夹心墙的破坏形态和受力性能,寻求改善墙体的变形能力和整体性能的有效手段。制作了13片发泡夹心墙和1片实心墙,进行了平面内的抗震性能试验,分析了一些构造措施对墙体受力性能和变形性能的影响,并分析了竖向压力和保温层厚度对相对位移差的影响,最后,分析了钢筋混凝土梁挑耳和拉接件对协调内外叶墙体工作的能力。试验研究结果表明构造柱的存在可以有效改善墙体的变形能力,并且现场发泡保温浆料具有较高的黏结强度、抗剪强度和抗压强度,对墙体承载力有一定有利影响。钢筋混凝土梁挑耳在加强内外叶墙连接中起主要作用,而且在保证外叶墙平面外稳定性方面也起主要作用。当墙体严重破坏开裂时,拉接件可以起到对墙体支撑或拉接的作用,有效防止墙面倒塌掉落。拉接件与钢筋混凝土挑耳在夹心墙中分工不同,是协调夹心墙内外叶墙体工作的主要构造措施,应合理设计使各自充分发挥作用。     

装配式钢框架-减震围护墙的构造与机理研究

针对装配式钢框架结构存在的带门窗洞口围护墙体系易遭受地震破坏以及围护墙的附加刚度和约束效应对结构抗震不利等问题,提出一种开设门窗洞口的减震墙体——减震围护墙。为验证装配式钢框架-减震围护墙的工作机制,采用ABAQUS软件对减震围护墙（开洞）-框架单元、普通围护墙（开洞）-框架单元和减震墙板（未开洞）-框架单元进行建模分析,对比研究不同墙体对框架附加刚度、墙板应力和洞口变形的影响。结果表明：与普通围护墙相比,减震围护墙为框架提供的附加抗侧刚度和水平承载力大大减小,解决了普通围护墙过强的约束作用和附加刚度效应对结构抗震不利问题;在大位移加载工况下,减震围护墙一方面可避免墙体破坏,另一方面可减小或避免门、窗洞口变形,起到保护门、窗部件作用,从而保证地震时逃生和震后开展应急救援工作;减震围护墙对框架的附加作用主要由减震层提供,门窗开洞对框架受力性能影响较小;设置减震围护墙可避免门洞或窗洞洞口角部发生局部破坏;装配式钢框架-减震围护墙的“墙-梁”型连接构造合理可靠,门窗开洞对连接件受力影响较小。     

现场发泡夹心墙抗震抗剪承载力性能研究

为解决节能墙体的耐久性问题,提出一种新型节能墙体——现场发泡夹心墙,并对其抗震性能进行研究。制作13片发泡夹心墙和1片实心墙,进行平面内的抗震性能试验,分析一些构造措施对墙体受力性能和变形性能的影响,并分析竖向压力和保温层厚度对相对位移差的影响。试验研究结果表明钢筋混凝土梁挑耳在加强内外叶墙连接、可靠地传递内力方面起主要作用,拉接件在现场发泡夹心墙体大变形的情况下,对保证已开裂墙体不致脱落、倒塌起到关键作用。另外,构造柱可以有效地改善墙体的变形能力。内外叶墙协同工作性能研究结果表明夹心墙抗震抗剪承载力计算应考虑外叶墙的有利影响。采用组合截面抗剪计算模式,根据试验结果回归得出内外叶墙协同工作系数,推导出现场发泡夹心墙抗震抗剪承载力计算公式。公式计算值与试验结果对比表明标准差与变异系数均满足规范要求,表明现场发泡夹心墙抗震抗剪承载力计算公式与实际情况符合较好。     

框支组合墙房屋框墙梁受荷状态分析

用有限元方法分析了底层框支组合墙八层房屋和底部两层框支组合墙八层房屋的框墙梁在竖向和水平荷载作用下的受力状态，讨论了框墙梁刚度，墙体刚度及开洞对框墙梁受力状态的影响，分析了在水平力作用下，框墙梁受力状态的变化。     

正交胶合木墙与楼面钢梁预应力螺栓连接的抗滑移性能

正交胶合木(cross-laminated timber,CLT)-钢混合结构中,CLT剪力墙的抗侧能力主要取决于墙体与下部构件的抗剪连接.目前,角钢式抗剪连接件是工程中的主要连接形式,该类CLT墙体抗侧时,破坏往往集中在抗剪节点域,而CLT墙体受力并不大.为充分发挥CLT强度和刚度较大的优势,本文探索CLT墙与其下楼...     

预制混凝土夹芯保温墙体不锈钢连接件研究进展

预制混凝土夹芯保温墙体将保温层置于内外叶混凝土板之间,并通过连接件形成整体,是一种保温、装饰与承重一体化的墙体,应用前景十分广阔。连接件是保证预制夹芯保温墙体受力安全的关键部位。目前工程中常用的连接件包括不锈钢连接件和纤维增强塑料(FRP)连接件。与FRP连接件相比,不锈钢连接件具有良好的力学性能以及优良的耐久性能和抗火性能。本文对国内外有关不锈钢连接件的研究进展进行了较为系统的综述,重点介绍了不锈钢连接件的抗拔性能、抗剪性能,并介绍了预制夹芯保温墙体的平面外静力性能和热工性能研究成果,同时介绍了国内外相关技术规范情况,最后对今后不锈钢连接件的研究工作做了展望。     

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.     

基于SMA装置的框架-受控摇摆墙结构抗震性能试验研究

该文提出一种新型的框架-受控摇摆墙结构实现形式,由SMA装置代替传统的预应力筋实现摇摆墙体的受控约束,在墙体与基础之间安装V形铰接支座实现墙体的摇摆及提供竖向支撑,并在墙体与框架柱间安装耗能连接件增强摇摆结构的耗能能力。通过一个对比框架试件和一个基于SMA装置的框架-受控摇摆墙试件的低周往复试验,对比研究所提出的新型结构形式的抗震性能、破坏模式和自复位特性。试验结果表明：基于SMA装置的框架-受控摇摆墙结构的刚度和承载能力得到显著提高,提高幅度分别达到150%和103%;耗能连接件有效地发挥延性变形特性,使结构的滞回耗能能力显著提高,提高幅度达到183%,有效地减轻主体结构梁端、柱端以及梁柱节点区的损伤;所研发的SMA装置有效地实现了预设的工作机制,为摇摆墙体的自复位提供了恢复力;摇摆墙、耗能连接件和SMA装置的参数匹配还需进一步深入研究。     

出砖入石古墙加固的数值分析

对某"出砖入石"古墙进行渗浆加固、加设扶壁柱、增设地梁等加固措施,并利用有限元软件对加固后古墙受力及变形进行数值模拟,对比加固前墙体,加固后墙体的整体强度提高、墙体刚度及平面外稳定性,受力性能改善,抗震能力增强。     

预制混凝土无机保温夹心外墙体抗火性能试验研究

为了研究内、外叶钢筋混凝土墙板、无机保温砂浆板及FRP连接件组成的预制混凝土无机保温夹心外墙的抗火性能,按照ISO 834升温曲线对其进行抗火性能试验,试件包括:有保温层墙体W1(受火60 min)、无保温层墙体W2(受火60 min)和有保温层墙体W3(受火180 min)。研究表明:3个试件沿截面厚度方向温度场呈非线性分布,外叶墙距迎火面30 mm范围内,温度梯度较大,而内叶墙温度受火灾影响较小;试件W1、W2和试件W3跨中区域的背火面平均温升分别为10.7、29.7℃和49.5℃,FRP连接件最高温度分别为435.5、389.4℃和763℃;实测最大跨中挠度分别为14.2、51.7 mm和102.3 mm,无机保温砂浆板可增加墙体抗弯刚度,减小墙体挠度;试件W1、W2在受火60 min情况下,满足GB/T 9978.1—2008《建筑构件耐火试验方法》和ASTM E119所规定的完整性、隔热性和变形等要求,试件W3在受火180 min情况下,墙体耐火极限约为89 min。     

夹心复合墙体抗震性能试验研究

通过对不同材质、不同构造设置的3片墙体在低周反复荷载作用下的试验,分析了不同情况下夹心墙体的主要破坏形态和破坏过程,夹心墙体的受力特点,夹心墙体承载能力、延性、耗能等抗震性能。试验结果表明,夹心墙整体承重构件的破坏模式主要为剪切型破坏,夹心墙体的破坏过程分为弹性、弹塑性、极限破坏3个阶段,夹心墙中的异型构造柱与节能圈梁、连接件具有共同工作性。