一种新型装配式钢结构外挂墙板连接节点的受力性能分析和设计方法

装配式钢结构体系中预制外墙板多采用外挂的方式与主体结构连接,其连接节点既要保证外挂墙板的安全可靠,还要保证外挂墙板与主体结构之间的变形协调。提出一种构造简单、施工方便的新型装配式钢结构外挂墙板连接节点,并给出该节点的设计以及验算方法。以某工程为例进行节点验算和有限元分析,并对其承载力进行参数化研究,揭示节点的传力机制以及破坏形态,结果表明该节点具有良好的受力性能和应用前景。     

平移式预制混凝土外挂墙板连接节点设计方法及受力性能分析

结合某实际工程项目研究了平移式预制混凝土外挂墙板连接节点设计方法.首先结合建筑功能需求提出了墙板的板型划分和运动模式选择原则,根据平移式预制混凝土外挂墙板的运动需求研发了外挂墙板与主体结构钢梁的连接构造,然后结合现行国家规范确定了预制混凝土外挂墙板的性能目标,并根据外挂墙板的运动模式提出了不同工况下连接节点的力学模型及性能化设计方法,最后给出了具体工程实例.提出的设计方法能实现平移式预制混凝土外挂墙板小震弹性,连接节点中震弹性、大震不屈服的性能目标,能够保证墙板的安全性能.     

PC墙式外挂墙板结构设计研究和应用

近年来我国对装配整体式混凝土结构大力推广,新建建筑物外墙采用预制外挂墙板日趋常见。预制非承重外挂墙板载使用过程中承受自重、地震荷载、风荷载。针对预制非承重外挂墙板设计中的关键问题,如抗震性能、抗风性能、变形性能及连接节点的设计进行了研究,并结合长沙某工业化产业基地综合楼实际工程的应用给出计算及配筋设计方法。     

转动式预制混凝土外挂墙板受力特性研究

装配式预制混凝土外挂墙板设计相关规范、规程的滞后,给工程应用带来挑战。目前,国内针对预制混凝土外挂墙板的设计,多是参考台湾润泰或者日本,但此二者均属于地震高烈度区,与国内多烈度区并存的情况有所不同。该文对转动式预制混凝土外挂墙板的受力特性进行了研究,从理论上引出转动式预制混凝土外挂墙板传统节点做法可能存在的问题,并通过框架算例进行了验证。对转动式预制混凝土外挂墙板传统节点做法提出改进建议,为类似预制混凝土外挂墙板设计提供参考。     

外挂预制混凝土墙板装配式钢框架结构抗震性能研究

为了探究带有外挂预制混凝土墙板的装配式钢框架结构的抗震性能,文章利用ABAQUS有限元软件建立了数值模型,选取合适的材料本构,同时考虑了节点连接界面接触、材料非线性以及几何非线性。保持柱端轴向荷载恒定,通过施加低周往复荷载作用,研究了柱端轴压比及外挂预制混凝土墙板对结构受力性能的影响。研究表明:在一定范围内施加柱端轴向荷载能够提高结构抗侧刚度;采用外挂墙板点式连接时,钢框架结构整体刚度及水平抗侧承载力略有提高。     

预制外挂墙板分析方法

随着近年来装配整体式混凝土结构的大力推广,房屋结构等建筑物外墙采用预制外挂墙板日趋普遍,然而由于设计规范滞后,给预制外挂墙板的结构设计提出了挑战。本文针对预制外挂墙板设计中的关键问题,抗风性能、抗震性能、变形性能的设计进行了研究,并提出了板片弯矩计算及配筋设计方法,并成功应用于装配整体式框架一剪力墙结构工程,可为类似工程提供有益的参考。     

外挂整体装配式墙体及连接抗震性能研究

提出两种新型节点——U型连接节点和T型吊挂可控滑移节点,用于连接外挂预制墙板与钢框架主体结构,其中对用T型吊挂可控滑移节点的外挂预制墙板加设保温装饰层,实现墙体-保温-装饰一体化。为了研究地震作用下外挂预制墙板钢框架的抗震性能,设计加工3个单层单跨试验构件,即纯框架试件、采用U型连接节点和T型吊挂可控滑移节点连接的外挂预制墙板钢框架试件,并进行低周往复加载试验,详细对比了3个试件的破坏模式、荷载-位移滞回曲线、刚度退化规律及耗能能力等。研究结果表明:U型连接节点和T型吊挂可控滑移节点都能有效保证外挂预制墙板在地震作用下不脱落,且变形较小;外挂预制墙板和钢框架结构整体表现出良好的抗震性能和变形能力。     

大开洞线支承式预制混凝土外挂墙板设计方法

近年来,随着预制混凝土结构的推广,预制混凝土外挂墙板作为一种重要部件,在设计中经常被采用,实际工程中经常遇到由于建筑需要而在中部开设较大洞口的墙板,这种墙板在复杂受力工况下的设计,由于相关规范明显滞后而给设计人员提出了挑战。针对大开洞线支承式预制混凝土外挂墙板设计中的关键问题进行系统研究,提出了荷载选取、分析设计以及线支承连接的抗震性能设计的一系列方法,并给出了一个具体工程实例,可为类似工程设计提供参考。     

新型泡沫混凝土轻质墙板外挂节点力学性能试验研究

外挂墙板在建筑结构中广泛应用,新型泡沫混凝土外挂墙板与框架的连接节点对这种结构的安全性及可靠度有重要的影响。为研究该连接节点的受力机理及破坏模式,对两种配合比的泡沫混凝土分别预埋两种不同形式的节点,对其进行节点抗弯试验以及节点抗剪试验研究,系统对比不同形式的连接节点以及不同配合比的泡沫混凝土墙板对节点承载力的影响,分析墙板在荷载作用下的裂缝开展情况以及荷载-位移曲线。试验结果表明:双面钢板节点有良好的承载力、节点破坏后于墙板本身破坏,能实现墙板与框架安全有效的连接;在预埋双面钢板节点情况下,无陶粒配合比的泡沫混凝土与预埋节点的协同工作性能优于陶粒配合比的泡沫混凝土。     

预制清水混凝土外挂墙板的设计及施工

以上海市国际旅游度假区核心区南入口的公共交通枢纽工程停车库及配套管理设施项目为背景工程,探讨了预制清水混凝土外挂墙板的设计与施工方法,阐述了预制清水混凝土外挂墙板的节点连接、施工安装等关键技术。实践表明,所采用的结构节点安全可靠,施工便利,在背景工程中应用效果较好。     

预制外挂墙板半刚性耗能连接节点力学性能研究

为提高预制外挂墙板结构的抗震性能,基于预制外挂墙板点支承连接方式的变形特征,提出一种新型半刚性耗能连接节点(简称SEDC),通过结合摩擦耗能机理与金属弯曲机理,实现SEDC与主体结构正常使用状态及小震下的刚性连接,以及大震作用下的柔性耗能连接。设计并制作了3组共9个SEDC试验试件,分别进行单调加载、低周反复加载与低周疲劳加载,研究SEDC的半刚性受力特性、滞回性能、承载性能、耗能能力、延性以及低周疲劳性能。结果表明：SEDC具有显著的半刚性受力特性,滞回曲线饱满,承载力稳定,耗能能力良好,变形能力较强,弯曲单元与摩擦单元具有良好的协同工作能力。基于试验结果,建立了SEDC的数值分析模型,研究了弯曲单元与摩擦单元设计参数对其受力性能的影响。分析了预制外挂墙板在各工况作用下的节点反力计算方法,基于SEDC的半刚性受力特性提出了预制外挂墙板与主体结构的协调设计方法。     

柔性连接下全轻骨料混凝土预制墙板的受弯性能试验研究

设计了一种内嵌式墙板柔性连接方式,对在这种柔性连接下的6块全轻页岩陶粒预制墙板进行了抗弯承载力试验研究,主要研究参数为框架梁与预制墙板连接节点的位置、个数和墙板开窗洞情况。对墙板的荷载-挠度曲线、荷载-应变曲线和极限承载力进行了系统分析。结果表明:设计的柔性连接满足墙板承载力要求;墙板连接节点的位置和个数对墙板开裂荷载、挠度、极限抗弯承载力和破坏状态影响显著;开窗洞墙板由于配筋加密,刚度增强,削弱了开洞对墙板承载的不利影响。各墙板在正常使用极限荷载下均未破坏,挠度满足规范要求。     

高层装配式建筑预制轻骨料混凝土夹心保温外挂墙板研究

针对预制轻骨料混凝土夹心保温外挂墙板的基本组成,开展适用于高层装配式建筑的LC40轻骨料混凝土研制、FRP连接件与轻骨料混凝土的锚固性能以及预制混凝土夹心保温外挂墙板的防水性能和热工性能研究。研究表明:与同强度等级的C40普通混凝土相比,LC40轻骨料混凝土的28d干燥收缩率增大17%,但抗冻性能和抗碳化性能均优于普通混凝土,FRP连接件与LC40轻骨料混凝土的抗拉拔承载力和抗剪承载力分别降低12%和13%,并提出采用面砖反打作为防护层提高预制轻骨料混凝土夹心保温外挂墙板的防水性能,开发出适用于高层装配式建筑且满足夏热冬冷地区公共建筑节能要求的预制轻骨料混凝土夹心保温外挂墙板。     

柔性钢框架外挂再生混凝土墙结构抗震性能试验研究

为研究柔性钢框架外挂再生混凝土墙结构的抗震性能,对2个单层单跨1∶3缩尺的柔性钢框架外挂再生混凝土墙试件及1个纯钢框架试件进行了拟静力试验。通过对有无外挂墙板及不同梁柱节点形式的对比,分析了外挂墙板及梁柱节点刚度对结构的承载力、抗侧刚度、延性及耗能能力的影响,并对结构内力及水平荷载分配进行了分析。结果表明:柔性钢框架设置外挂墙板后,结构承载力提高约19%;梁柱连接节点刚度对结构的抗震性能影响不大,两种连接形式下结构承载力仅相差6%;柔性钢框架外挂再生混凝土墙结构具有良好的延性,平均位移延性系数均大于3,建议与"中震可修"相对应的层间位移角限值取1/80~1/100;结构耗能主要由钢框架提供,设置外挂墙板后,对耗能能力的提高幅度约15%~20%;栓焊混合连接结构中钢框架内力分布均匀,梁柱节点整体性能好;平齐端板连接节点在强震下变形能力强,受压区翼缘局部翘曲;结构水平荷载主要由钢框架承担,外挂墙板承担约20%~30%。     

型钢暗牛腿节点柱内混凝土的局压验算

在预制混凝土框架型钢暗牛腿节点中,柱中混凝土的局压验算至关重要。本文结合型钢暗牛腿节点的受力特点,提出考虑初始压应力与水平力的混凝土局压承载力计算公式,并讨论得出了影响混凝土局部抗压承载力的因素。然后应用有限元分析软件ANSYS对型钢暗牛腿进行了有限元分析,并对本文提出的承载力公式进行了验证。本文提出的混凝土局压验算方法以及分析得到的柱子的初始应力和型钢传递的水平力的影响,可为此类型钢暗牛腿的计算提供参考。     

庙三110kV变电站预制混凝土框架结构设计

庙三110kV变电站采用预制混凝土框架结构。变电站建筑的特殊工艺要求及较高的抗震设防要求都对结构设计提出了挑战。结合庙三110kV变电站工程,对预制混凝土框架结构设计中的若干关键问题,如结构分析、结构体系、梁柱节点、钢筋桁架叠合楼板、预制外挂墙板及连接等进行了分析,并针对该工程提出了采用钢纤维混凝土来加强梁柱节点等措施。     

PCPF部分叠合预制混凝土外墙模板在钢结构建筑上的应用分析

本文结合实际工程项目,提出一种部分叠合节点区现浇的半墙板半模板的围护体系,将外挂墙板的支座集中荷载转为线荷载传至主体结构,从而实现了传统做法中需要次级结构才能实现的通长横条窗间墙的建筑立面效果,并从建筑构造设计和受力分析验算两方面验证该结构的合理性,提出了一种利用临时支撑的安装工艺方法。     

装配式建筑预制轻质保温墙体系统设计与性能研究

以轻骨料混凝土技术为基础,开展装配式建筑预制轻质保温墙体系统设计,并对保温墙体系统性能进行了综合测试分析。研究结果表明:与相同强度等级的普通混凝土相比,轻骨料混凝土保温墙体的防水性能不及普通混凝土,其与FRP拉接件的抗拉拔承载力和抗剪承载力分别降低了12%和13%,系统自重减轻了23%;设计了由轻骨料混凝土内叶墙板100 mm、XPS保温板40 mm、轻骨料混凝土外叶墙板55 mm和面砖饰面层组成的预制轻骨料混凝土夹心保温外挂墙板系统,可满足65%的建筑节能设计要求和防水要求。     

预制混凝土构件搁置节点的设计方法

预制混凝土构件的搁置节点可分为刚性和柔性两大类。对于刚性搁置节点,需验算预制构件及支承构件的混凝土局部受压承载力,而对于柔性搁置节点,尚需对垫板的性能进行验算。在对中外相关资料进行总结的基础上,结合中国工程应用特点,研究了搁置节点的局部受压承载力、预埋钢板和橡胶垫板性能、最小搁置长度、防护措施等关键问题,系统提出了预制混凝土构件搁置节点的设计方法,并通过算例加以说明。     

装配式钢框架结构带瓷砖反打预制夹心保温外挂墙施工技术

以广西柳州市北部生态新区创业园项目为背景,对装配式钢结构中的预制混凝土外挂墙板施工技术进行了研究。通过对工程中带瓷砖反打预制夹心保温外挂墙在钢框架结构中的连接节点、建筑外观和吊装就位精度控制困难等问题进行分析,找出施工技术难点,并针对这些难点采取相应的施工关键策略,为预制混凝土外挂墙板在装配式钢结构施工项目中的应用提供良好的借鉴实例。