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。     

预制夹芯保温墙体棒状FRP连接件有限元模拟分析

FRP连接件是超低能耗预制夹芯保温墙体中的关键构件,其抗拔抗剪性能直接影响了预制夹芯墙体的力学性能。本研究使用ANSYS有限元模拟软件,对超低能耗预制夹芯保温墙体中FRP连接件进行抗拔及抗剪试验模拟,研究直径16 mm、18 mm、20 mm三类FRP连接件试件的力学性能。结果表明：1)FRP连接件抗拔性能较好,试件抗拔性能均满足规范要求,抗拔试验模拟的破坏形式均为混凝土板的劈裂破坏,试件破坏时FRP连接件均完好。2)FRP连接件抗剪性能较差,夹芯墙板内外叶板易出现较大竖向相对位移,抗剪承载力试验中只有当连接件直径达到20 mm时,试件抗剪承载力及内外叶墙体之间的相对位移达到规范要求。     

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.     

新型预制混凝土无机保温夹心墙体开发及其热工性能研究

介绍了一种新型预制混凝土无机保温夹心墙体。该墙体由内、外叶钢筋混凝土板、中间无机保温层以及纤维增强塑料(FRP)连接件组成,具有节能效果显著、抗火性能和耐久性能好、生产与施工效率高等特点,可实现结构与保温同寿命。开展了该新型预制混凝土无机保温夹心墙体的热工性能试验研究,研究表明,墙体的传热系数为0.738W/(m2.k),满足JGJ 134—2001《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》的要求。     

预制夹芯保温墙体棒状FRP连接件力学性能试验研究

连接件作为预制夹芯保温墙体主要受力部件,墙体内部FRP连接件的受力性能直接影响墙体的使用安全。通过对FRP连接件试件进行抗拔和抗剪试验,研究FRP连接件的力学性能。结论表明:在抗拔试验中,当试件失去承载力时,破坏形式均为混凝土出现裂缝或劈裂,连接件未从混凝土中拔出。在抗剪试验中,试件均因连接件发生层间剪切破坏而失去承载力。只有当连接件直径达到20 mm时,才能符合AC320规范规定的位移与极限承载力要求。     

预制夹芯保温墙体FRP连接件应用进展

预制混凝土夹芯保温墙体是集承载与保温一体化的新型预制保温墙体,该墙体由内外层混凝土墙板、中间保温层及连接件等组成。按照材料的不同,连接件主要分为普通钢筋连接件、金属合金连接件和纤维塑料(FRP)连接件三种。FRP连接件具有导热系数低、耐久性好、强度高的特点,可有效降低墙体的传热系数,具有广阔的工程应用前景。本文介绍了预制混凝土夹芯保温墙体FRP连接件分类、国内外研究与应用进展和技术规范情况,并对今后FRP连接件研究工作进行了展望。     

预制混凝土夹心保温外挂墙体桁架式不锈钢连接件抗拔与抗剪性能试验研究

预制混凝土夹心保温外挂墙体具有承重、保温与装饰一体化的优点,可实现保温体系与主体结构同寿命。桁架式不锈钢连接件是预制混凝土夹心保温外挂墙体常用的一种连接件形式。系统开展了适用于50mm厚保温层预制混凝土夹心保温外挂墙体的桁架式不锈钢连接件的抗拔与抗剪性能试验,结果表明:连接件的抗拔破坏形态为腹杆拉断或锚固端焊点脱开,抗拔承载力试验值为21k N;连接件抗剪破坏形态为受压腹杆屈服,受拉腹杆拉断,单个600mm波段连接件的抗剪承载力试验值为18.7k N;连接件抗拔和抗剪承载力均有较大安全储备。     

预制混凝土夹心保温外墙板桁架式不锈钢连接件施工及质量控制技术

预制混凝土夹心保温外墙板由内外叶预制混凝土板、保温连接件和夹心保温层组成。其中,保温连接件是实现内外叶预制混凝土板良好连接、保证外墙板具有良好受力性能的关键部件。不锈钢连接件具有强度高、抗火性能和耐腐蚀性能好等优点,是目前工程中普遍采用的保温连接件之一。这其中,桁架式不锈钢连接件又因其较高的承载力和较为便捷的施工性能而得到越来越广泛的应用。系统介绍了桁架式不锈钢连接件的设计与施工技术要点,并通过国内外典型工程的介绍对上述技术要点做了更为详细的阐述。     

预制夹芯保温墙体FRP连接件抗剪性能加速老化试验研究

为实现预制夹芯保温墙体主体结构与围护结构同寿命,有必要开展混凝土环境下预制夹芯保温墙体纤维增强塑料(FRP)连接件的力学性能(主要是层间剪切性能)的加速老化试验研究。基于ACI 440.3R-04规定的试验方法,将30根预制夹芯保温墙体FRP连接件浸入60℃的模拟混凝土溶液中进行加速老化试验,侵蚀时间分别为3.65,18,36.5,92,183d,主要分析了侵蚀时间对FRP连接件层间剪切强度的影响。研究表明,在60℃模拟混凝土溶液环境下,FRP连接件的层间剪切强度早期退化较快,侵蚀36.5d后,退化速率逐渐变缓;侵蚀36.5d和183d后,FRP连接件的层间剪切强度分别下降了17.22%和26.89%。扫描电子显微镜(SEM)的观测表明,侵蚀后FRP连接件劣化区域内的纤维与周围树脂之间出现了明显的脱粘现象,而且随着侵蚀时间的增加这种脱粘现象更加明显。     

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。     

预制夹芯保温墙板纤维增强复材连接件的抗拉性能试验研究

纤维增强复材(FRP)连接件是预制夹芯保温墙板内外叶连接的关键构件,其受拉性能的好坏直接影响到整体墙板的安全使用。通过对十字型纤维增强复材连接件的抗拉试验,研究其抗拉性能。试验结果表明:十字型FRP连接件抗拉承载力达到24. 6 k N,为荷载设计值的14. 39倍,具有优良的抗拉性能。在此试验基础上运用ABAQUS软件进行十字型FRP连接件有限元模拟,将抗拉试验得出的抗拉承载力、混凝土破坏形式、时间-荷载曲线等与有限元模拟结果对比,验证十字型FRP连接件有限元模拟的可靠性。结果表明:试验与有限元模拟结果误差控制值为3%,有限元模拟精确可靠。针对市面上常用的两种矩形截面FRP连接件进行参数化模拟研究,结果表明:1) 3种FRP连接件模拟受拉破坏时,均是混凝土先在连接件嵌入区域出现裂缝,然后以此区域为中心向四周发生劈裂破坏; 2) FRP连接件的中部横截面形状会影响整个连接件的受拉连接性能,矩形截面的FRP连接件受拉延性性能优于十字形截面的FRP连接件。     

预制夹芯保温墙体连接件的研究现状

随着建筑产业现代化的发展,预制混凝土夹心保温墙体得到了一定的应用,其主要是由内外层混凝土墙板、保温层与连接件组成,连接件性能的优良直接对内外层混凝土墙板的组合效率产生重要影响。主要介绍了预制夹芯保温墙体中连接件的相关性能,总结了国内外有关保温墙中连接件性能的研究现状,并对连接件未来的研究方向进行了展望。     

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。     

《预制保温墙体用纤维增强塑料连接件》国标正在编制

正目前国内外尚无针对不锈钢连接件的产品标准,现有产品标准主要针对FRP连接件。国际专业评估机构美国ICC-ES协会于2006年和2007年先后颁布了AC320《锚固于混凝土中的纤维复合连接件验收标准》和ESR-1746《整体保温墙板使用的THERMOMASS MC和MS纤维塑料连接件》。同济大学正在编制的国家产品标准《预制保温墙体用纤     

新型夹心保温墙体设计及其连接件剪切性能研究

针对目前建筑工程中常见各类保温墙体做法的一些局限性,推荐了一种由混凝土结构层、保温层、砂浆层以及连接件构成的新型夹心保温墙体。该墙体施工流程类似普通现浇混凝土墙,工艺简单;墙体连接件处设置橡胶材质的堵头来隔断连接处的冷桥,保温节能效果显著。为验证连接件的抗剪性能,开展了墙体连接件剪切性能试验,对连接件的抗剪承载力、破坏形态、荷载-位移曲线进行了研究;根据试验结果对该墙体在工程中推广应用给出了建议。     

预制保温墙体用连接件研究进展及检测技术概要

随着兼具保温和承重的预制保温墙体的发展,作为预制保温墙体重要组成部分的连接件的研究不断深入;对当前的纤维增强塑料(FRP)连接件和不锈钢连接件的研究进展进行了梳理,同时介绍了该产品的标准及其力学性能、耐久性、热工性能的检测方法.     

预制混凝土夹心保温墙板连接件浅述

随着我国预制混凝土夹心保温墙板的广泛应用,作为其重要组成部分的连接件也逐渐开始被重视,连接件不仅具有连接作用,同时还具备受力性能和一定的变性能力。目前,我国关于预制混凝土夹心保温墙板连接件的相关行业标准和规范还没有出台,对其生产、安装等技术还不够成熟。本文综述了连接件的国内外现状,着重介绍了连接件的特点及分类,为后续关于连接件的研究和应用提供理论基础,同时,对于国内夹心保温墙板连接件的相关标准提供重要的参考价值和借鉴意义。     

点式连接预制混凝土夹心保温外挂墙板抗弯性能研究

开展与主体结构点式连接、同时配制GFRP连接件及钢筋桁架连接件预制混凝土夹心保温外挂墙板静力压弯试验,并利用ABQUS有限元软件建立外挂墙板抗弯计算模型,将其与试验结果进行对比。在验证了有限元分析模型准确性的基础上,对连接件的种类,连接件的布置方式、间距等影响墙板抗弯性能的主要因素进行参数化分析。分析结果表明GFRP连接件、钢筋桁架连接件的布置间距和钢筋桁架连接件的直径对墙板抗弯性能影响较大,钢筋桁架连接件的强度等级影响相对较小。     

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。