钢结构住宅节能复合外墙板的应用研究

本文针对节能复合墙板的物理及力学性能,以及在钢结构住宅中的应用研究进行了系统论述。通过比较足尺墙板的极限承载力试验结果与墙板所随的风荷载,复合墙板可以安全地应用于多高层钢结构建筑中,并就墙板预制、吊装预埋件和安装出现的问题,提出了针对性的改进措施,供钢结构住宅的研究、设计、施工人员参考。     

钢结构住宅节能复合外墙板的应用研究

针对节能复合墙板的物理及力学性能以及在钢结构住宅中的应用研究进行了系统论述.通过比较足尺墙板的极限承载力试验结果与墙板所承受的风荷载,复合墙板可以安全地应用于多高层钢结构建筑中.并就墙板预制、吊装预埋件和安装出现的问题,提出了针对性的改进措施,可供钢结构住宅的研究、设计、施工人员参考.     

轻质复合墙板在钢结构住宅中的应用

轻质复合墙板既适应工业化生产的要求,又具有轻质节能的优势,因此在钢结构住宅建筑中应用越来越普遍。本文从轻质复合墙板的构造形式,其与钢框架的连接,板缝的处理,饰面的处理等方面论述了轻质复合墙板在钢结构住宅中的应用。     

轻质复合墙板在钢结构住宅中的应用

轻质复合墙板既适合工业化生产,又具有轻质节能的优势,因此在钢结构住宅建筑中应用越来越普遍.本文从轻质复合墙板的构造形式,其与钢框架的连接,板缝的处理,饰面的处理等方面论述了轻质复合墙板在钢结构住宅中的应用.     

轻质复合墙板在钢结构住宅中的应用

轻质复合墙板既适应工业化生产的要求，又具有轻质节能的优势，因此在钢结构住宅建筑中应用越来越普遍。本文从轻质复合墙板的构造形式，其与钢框架的连接，板缝的处理，饰面的处理等方面论述了轻质复合墙板在钢结构住宅中的应用。     

钢结构住宅节能复合墙板现有问题与改进措施

根据国内多高层钢结构住宅项目中内、外墙复合墙板存在的问题,从外墙板的现场安装、吊装与预埋件、理论模型、墙板的防水防渗措施、标准图集的编制以及内墙板的连接方式、安装定位、板缝处理、局部加固等方面进行分析,并对存在的问题提出针对性的改进措施,供钢结构住宅的研究、设计、施工人员参考。     

闽南新型钢框架结构住宅试验及实际应用

前多高钢结构住宅建筑技术,在我国建筑领域应用越来越重要,而钢结构住宅建筑中采用箱型梁和立柱骨架钢结构技术已被广泛应用。本文研究的闽南新型可移动房屋钢框架结构,结合GM轻质复合墙板形成的整体房屋结构,经抗侧移性能试验研究,具有抗震效果好,满足"小震不坏、中震可修、大震不倒"的要求,在钢框架中镶嵌安装条形墙板组成"框架墙板"复合结构体系可共同抵抗侧向力;其强度、刚度和延性与原纯钢框架的结构性能相比得到明显增强。     

轻质复合墙板在钢结构住宅中的应用

从轻质复合墙板的构造形式。其与钢框架的连接，板缝的处理，饰面的处理等方面论述了轻质复合墙板在钢结构住宅中的应用，阐明了轻质复合墙板既适应工业化生产的要求，又具有轻质节能的优势。     

钢结构住宅复合墙板安装存在的问题与建议

根据已建和在建的多、高层钢结构住宅项目中内、外墙复合墙板出现的问题,从外墙板的计算模型、现场安装的标准化、吊装件的埋设、墙板的防水防渗措施、配套图集的发展,以及内墙板的安装定位、连接方式、板缝处理、悬挂重物的加固措施等方面展开论述,并就出现的问题提出了有针对性的改进措施与建议,供钢结构住宅的研究与设计人员参考。     

钢结构住宅开始在青岛亮相

将横截面为H型的钢梁用螺栓连接起来形成住宅的框架 ,四周像堆积木一样装上复合墙板 ,一栋住宅就基本成型了。这种住宅日前在青岛面世 ,它是以工厂生产的钢梁、钢柱为骨架 ,住宅各层的楼板为现浇钢筋混凝土板 ,外墙为轻质保温复合墙板 ,屋面采用保温材料。多层钢结构节能住宅单     

预应力混凝土钢桁架叠合板受弯性能试验与理论研究

通过在预应力混凝土平板上增设钢桁架方式,提出一种预应力混凝土钢桁架叠合板,解决了现阶段其他类型叠合板用预制底板存在开裂荷载较低、临时支撑密集等问题。为研究不同桁架类型对预制底板及叠合板受弯性能的影响,对6块预制底板试件和4块叠合板试件开展了静力加载试验,得到其破坏特征、开裂荷载、挠度曲线及应变分布等。试验结果表明：钢桁架能够显著提高底板的开裂荷载,其中钢管桁架底板试件的开裂荷载最高,达到平板试件的194%以上,适用跨度最大达到9m;不同桁架类型底板试件的破坏模式存在一定差异,钢板桁架、钢管桁架和钢筋桁架预制底板的破坏特征分别为钢板屈曲、焊缝断裂及钢筋弯曲;钢桁架能显著增强底板及叠合层混凝土的整体受力及协同工作性能;桁架类型对叠合板的受弯性能影响较小,不同桁架类型叠合板的开裂荷载均相同,开裂挠度差异在10%以内。基于试验结果,建立了底板上弦失稳弯矩计算公式,并提出预制底板失效弯矩应取开裂弯矩与上弦失稳弯矩的较小值,计算值与试验值吻合较好。     

Thermal Performance of Composite Panels Under Fire Conditions Using Numerical Studies: Plasterboards, Rockwool, Glass Fibre and Cellulose Insulations

In recent times, light gauge steel frame (LSF) wall systems are increasingly used in the building industry. They are usually made of cold-formed and thin-walled steel studs that are fire-protected by two layers of plasterboard on both sides. A composite LSF wall panel system was developed recently, where an insulation layer was used externally between the two plasterboards to improve the fire performance of LSF wall panels. In this research, finite element thermal models of the new composite panels were developed using a finite element program, SAFIR, to simulate their thermal performance under both standard and Eurocode design fire curves. Suitable apparent thermal properties of both the gypsum plasterboard and insulation materials were proposed and used in the numerical models. The developed models were then validated by comparing their results with available standard fire test results of composite panels. This paper presents the details of the finite element models of composite panels, the thermal analysis results in the form of time–temperature profiles under standard and Eurocode design fire curves and their comparisons with fire test results. Effects of using rockwool, glass fibre and cellulose fibre insulations with varying thickness and density were also investigated, and the results are presented in this paper. The results show that the use of composite panels in LSF wall systems will improve their fire rating, and that Eurocode design fires are likely to cause severe damage to LSF walls than standard fires.     

薄壁钢梁-陶粒混凝土装配式组合楼板受火后受力性能研究

由冷弯薄壁钢梁和陶粒混凝土预制板组成的装配式组合楼板具有轻质、高强和施工方便等优点。为研究该类组合楼板的抗火性能及高温后的受力性能,对6块遭受温度为700℃、持续90min烃类火灾升温作用的简支组合楼板试件进行受火后受力性能试验研究。结果表明：当施加的等效均布荷载达到2kN/m²时,受火作用后的组合楼板试件最大挠度小于跨度的1/400,且在加载过程中薄壁钢梁虽已明显扭曲、混凝土板多处开裂,但组合楼板试件未出现整体坍落现象;以普通栓钉为抗剪键的受火后组合楼板试件,其极限荷载比薄壁钢抗剪键组合楼板试件的提高14.2%;当用钢量相同时,主梁数量较多的组合楼板试件采用U形钢筋作为拉结件,其火灾后极限荷载比采用钢条拉结件的组合楼板试件的增加33%,且整体刚度也有所提高;该类组合楼板在受火后仍具有较高承载能力和整体刚度,且抗剪键类型、预制板之间设置的拉结件以及拉结件与抗剪键的连接方式均对其受火后的受力性能有较大的影响。引入组合效应系数可以较好地反映受火后组合楼板试件的组合效应及内部损伤程度。     

两边连接钢板-混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究及有限元分析

对两边连接钢板-混凝土组合剪力墙和两边连接钢板剪力墙进行了拟静力试验,研究了组合剪力墙在反复荷载作用下的力学性能,分析了混凝土板对组合剪力墙承载力和耗能能力的影响。采用有限元软件ANSYS分析了两边连接钢板-混凝土组合剪力墙的力学性能。研究结果表明：钢板剪力墙和组合剪力墙均表现出良好的延性;组合剪力墙中混凝土板的存在明显提高了其承载力和耗能能力,有效限制了钢板的平面外屈曲变形;在文中分析的参数范围内,当混凝土板厚度超过一定限值时能有效限制钢板的平面外变形,两边连接钢板 混凝土组合剪力墙的承载力主要与跨高比有关,随着跨高比的增加,组合剪力墙的承载力逐渐提高。     

钢结构住宅墙体(板)连接节点应用与研究现状

墙体(板)与钢框架结构的连接节点对提高钢框架的抗震性能有重要影响,节点的承载力、刚度是保证墙体(板)与钢框架共同作用的关键因素。对砌块墙体、钢筋混凝土墙体、轻钢龙骨墙板、蒸压加气混凝土墙板和复合墙板与钢框架的连接节点以及节点的破坏形式和作用机制进行概述,提出节点对钢框架抗震性能的影响程度,并对新型连接节点进行展望,为以后的工程应用提供理论与试验依据。     

外挂PC复合墙板的分层装配支撑钢框架足尺振动台试验研究

为真实反映地震作用下墙板与分层装配支撑钢框架的动力协同工作性能,设计了三层足尺分层装配支撑钢框架通过柔性减震连接件外挂PC复合墙板结构模型,通过振动台试验考察其动力损伤演化机制和变形特征。研究结果表明：外挂PC复合墙板的分层装配支撑钢框架结构可以满足我国规范对于抗震安全性的要求,并且表现出损伤控制和低残余位移特性。多遇地震作用下结构和墙板完好无损;设防地震作用下结构无损,墙板微损;罕遇地震作用下结构损伤集中于柔性支撑,梁柱框架无损,墙板及连接无显著破坏;超大地震作用下梁翼缘局部进入塑性,墙板节点和墙板边缘及预埋件处有显著破坏但主体结构完好。采用柔性减震连接件外挂的PC复合墙板不会影响分层装配支撑钢框架的变形恢复能力,其相对于主体结构具有良好的变形适应性,提高了分层装配支撑钢框架的层间变形均匀性,在支撑松弛的情况下可以显著提高结构刚度,从而降低层间位移响应和扭转响应,并削弱了柔性支撑在动力作用下突然张紧产生的冲击效应。总体上,外挂PC复合墙板的分层装配支撑钢框架结构具有优良的抗震性能和震后可恢复性。     

Composite structural panels subjected to explosive loading

Details of an extensive large-scale test programme on a series of composite structural components subjected to explosive loading are presented in this paper. The test components include conventional reinforced concrete slabs, steel fibre reinforced concrete slabs, profiled steel sheeting reinforced concrete slabs, steel–air–steel sandwich panels and steel–concrete–steel sandwich panels. A total of seventy four specimens were tested using seventeen detonation phases; with charge weight ranging between 8 and 100 kg of bare high explosives and each at stand-off distance of 5 m. The main parameters observed in the tests were the generic construction form of the materials and slab thickness. Air-blast overpressure and accelerations of the specimens were captured. A modified plasticine displacement gauge was used to measure the maximum displacement. Failure modes of each type of specimens were recorded and are presented in the paper. Major conclusions relating to structural safety are summarised.     

混杂纤维喷射混凝土的弯曲韧性

为了研究混杂纤维喷射混凝土的弯曲韧性,采用不同掺量的钢纤维和聚丙烯纤维混杂以及高炉微粉复合超叠加的方法制备600mm×600mm×100mm混杂纤维喷射混凝土方板并置于刚性支撑架上,选用等位移控制对方板进行中心加载。通过生成的荷载—挠度曲线及对其进行积分所得的能量吸收值综合评价各组方板的弯曲韧性,同时,通过破坏过程评价各板裂缝控制能力。试验结果表明:掺入1.2%钢纤维和0.11%聚丙烯纤维的喷射板试件的弯曲韧性优于掺入0.8%钢纤维和0.11%聚丙烯纤维的喷射板,其最大峰值荷载提高了18%,板中心挠度至25mm时的能量吸收值也提高了25.6%;对于仅掺入0.8%单一钢纤维的板,混杂了0.11%聚丙烯纤维后,两种纤维间的正混杂效应使得板中心挠度至25mm时的能量吸收值提高了28.5%;高炉微粉掺量的增加能提高混杂纤维喷射混凝土板的弯曲韧性;混杂纤维喷射混凝土板均展现出了良好的裂缝控制能力,板整体呈现裂而不断的延性破坏。     

与足尺钢框架柔性连接的外挂复合墙板振动台试验研究

为了研究外挂陶粒钢筋混凝土复合墙板和竹筋陶粒混凝土复合墙板(以下均简称复合墙板)的抗震性能,以及连接复合墙板和钢框架的下托上拉式柔性节点的地震反应,通过两幢3层足尺分层装配支撑钢框架的振动台试验,对墙板-节点体系的抗震性能进行了研究。结果表明,复合墙板具有较好的抗震性能,刚度和承载力储备较大;使用竹筋代替斜插钢丝后,对复合墙板抗震性能影响不大,且相对于直插竹筋,斜插竹筋性能更加稳定;下托上拉式柔性节点在试验中出现了滑移、转动和变形,实现了3个方向的位移,对墙板的保护作用明显,兼具刚性和柔性的特点;外挂复合墙板-节点体系减小了钢框架的自振周期,使结构刚度退化减慢,加速度放大系数及层间位移分布更加均匀。该体系应用于低多层建筑时具有优良的抗震性能和震后可恢复性。     

Steel–concrete composite shear walls using precast high performance fiber reinforced concrete panels

In this research, seismic performance of composite steel plate shear walls (CSPSWs) using high performance fiber reinforced concrete (HPFRC) panels is experimentally and numerically investigated. Three one‐story one‐bay CSPSW specimens using precast HPFRC panels were designed and fabricated for cyclic quasi‐static experiments. The HPFRC panels of composite shear wall specimens did not have any steel rebars. The main purpose of the study was to understand the effects of rigid and semirigid HPFRC panels on the seismic behavior of the system. Shear capacity, ultimate shear strength, lateral stiffness, energy dissipation, and ductility ratios of the specimens are evaluated. The experimental results demonstrate that specimens were able to resist lateral load up to at least interstory drift of 6%. Using HPFRC panels, CSPSW specimens becomes stiffer in the elastic region, and the yield displacement of the shear wall is decreased; therefore, the ductility ratio of the system is increased. It should be noted that ultimate shear strength, initial elastic stiffness, and energy absorption of specimens with an HPFRC panel on one side or both sides of the infill steel plate were approximately the same. However, using two HPFRC panels is not economical in comparison with CSPSW with an HPFRC panel on one side. Additionally, the second panel increases the seismic mass of the structure.