纤维水泥压力复合外挂墙板受弯性能试验研究

以龙骨间距、连接方式、室内或室外侧堆载、窗洞口为主要研究参数,FCP对9个纤维水泥压力(Fiber Cement Pressure)复合外挂墙板进行抗弯试验研究,得到了试件的荷载-挠度曲线,开裂荷载、极限承载力及挠度值。试验结果表明:FCP复合外挂墙板龙骨间距、连接方式对试件开裂荷载与极限承载力影响显著;试件在室内、外两侧堆载得到的开裂荷载、极限承载力不相同;带门窗洞口的试件挠度最大的位置不在跨中;在正常使用荷载下,试件极限承载力及挠度可以满足使用要求。     

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。     

轻钢龙骨注浆式复合墙板的抗弯性能研究

通过对2榀足尺轻钢龙骨填充玻化微珠泡沫混凝土复合墙板进行均布荷载作用下的抗弯性能试验,分析了开洞对轻钢龙骨注浆式复合墙板的荷载-挠度曲线和破坏模式的影响。利用有限元软件Abaqus建立了轻钢龙骨注浆式复合墙板的抗弯计算模型,考虑了材料本构关系模型和复杂接触模型,进行了结构非线性全过程受力分析,并将有限元分析结果与试验结果进行了验证。同时考察了影响轻钢龙骨注浆式复合墙板抗弯性能的主要参数。结果表明:开洞对轻钢龙骨注浆式复合墙板承载力有一定削弱,由于对洞口两侧的竖龙骨进行加密处理,能够有效保证开洞墙板承载力。随着钢材屈服强度和面板厚度的增加,复合墙板的抗弯承载力得到提高。     

轻木框架复合墙板轴压力学性能试验研究

为了研究轻木框架复合墙板在轴向荷载下的力学性能,对三面足尺的轻木框架复合墙板板进行了轴压试验研究。试件尺寸为2800mm×1220mm,以龙骨尺寸,有无纤维水泥压力板为主要参数进行试验。通过试验研究得到了试件的破坏模态,荷载-变形曲线和极限承载力。试验结果表明:轻木框架复合墙板试件的破坏模式主要表现为龙骨承载力破坏,并伴随着纤维水泥压力板剥离现象。最后,对影响因素进行分析,结果表明,纤维水泥压力板对整个试件承载力影响不大,龙骨截面变大提高了试件的轴向承载力,为同类复合墙板的设计提供参考。     

钢结构住宅预应力混凝土叠合板(PK板)现场抗弯性能研究

通过对3块预应力混凝土叠合板(PK板)试件的抗弯试验,验证其抗弯承载能力和变形性能.试验发现,PK板破坏前有明显预兆,属延性破坏;板跨的增加会降低PK板的开裂荷载和极限承载力,而预应力筋配筋率的增加则会提高板的抗弯刚度和承载力;实测开裂荷载和极限承载力远高于设计值,完全满足工程要求.本试验为PK板在钢结构住宅中的应用提...     

承重保温一体化预制墙板轴压性能的试验研究

通过5榀全尺寸承重保温一体化预制墙板竖向轴压试验,研究了洞口、高厚比及加载方式对轴压作用下墙板的破坏模态、承载力、裂缝发展等受压性能的影响,分析蒸压砂加气混凝土砌块与混凝土框格的整体协同受力性能。试验研究表明：集中荷载作用下,肋柱局部发生受压破坏,墙板中肋柱、肋梁和砌块整体协同受力性能较好;均布荷载作用下,在试验高厚比范围内,墙板平面外侧向位移均小于6 mm,无面外失稳破坏,随着墙体高厚比增加承载力有所减小,洞口的存在可改变墙板的破坏模态;蒸压砂加气混凝土砌块与混凝土框格相互约束形成受力整体,肋柱承担主要荷载;给出承重保温一体化预制墙板轴心受压承载力计算式,算式计算结果与试验值吻合较好。     

轻型复合墙板的应用研究

根据已建CL复合墙板体系中存在的问题,从CL复合墙板的设计理论、施工技术、保温节能效果等方面进行了应用研究,并提出了有针对性的改进措施和建议.基于优化设计和试验研究,通过改变连接两侧混凝土板的腹丝布置方式,提出改进复合墙板,以大幅减少因腹丝形成的冷桥.试验结果表明,改变腹丝的布置方式,对复合墙板的开裂荷载基本无影响,但对复合墙板抗弯极限承载力的影响较大.     

玄武岩纤维筋混凝土梁抗弯性能试验研究

制作3根玄武岩纤维筋混凝土简支梁进行三分点静力加载直至破坏的试验,研究并分析了不同配筋率对玄武岩纤维筋混凝土梁的裂缝分布、极限荷载、荷载-挠度曲线关系以及裂缝的开展情况的影响。试验结果表明:当配筋率在一定范围内时,玄武岩纤维筋混凝土梁的抗弯承载力随配筋率的增加而增大;裂缝宽度可以控制在2.5mm以内,裂缝间距随着配筋率的增加而减小。     

装配式钢结构复合夹芯墙板施工新技术研究及墙板性能模拟分析

针对装配式建筑受原材料配合比、配套材料、成型工艺、安装工序、结构荷载等作用,工程应用中产生裂缝的现象日益增多,对装配式建筑内隔墙板施工新技术及受力变形特性进行分析,采用有限元软件ADINA,建立水泥基复合夹芯墙板抗弯及抗剪计算模型,考虑几何非线性、材料非线性,提出计算基本假定,对水泥基复合夹芯墙板在横向均布荷载作用下抗弯及抗剪性能进行模拟,分析水泥基复合夹芯墙板的开裂荷载、极限荷载、复合墙板的荷载-挠度关系曲线及复合墙板的荷载-应变关系曲线,并将有限元分析结果与型式检验报告结果对比,验证计算模型的准确性,得出水泥基复合夹芯墙板是一种轻质高强、抗弯抗剪性能良好的内隔墙体。     

带暗梁柱的开洞混凝土复合墙板受弯和偏压性能足尺试验研究

针对带窗洞复合墙板受弯与受压承载力不足的问题，提出了一种带框复合墙板，即通过在复合墙板内设置暗梁、暗柱来提高其承载力。对5块足尺的带窗洞复合墙板进行四点弯曲试验和偏心受压试验，考察其破坏模态和承载能力。试验结果表明，复合墙板的抗弯刚度较高，受弯荷载满足由美国ASCE/SEI 7-05规范计算得到的关岛风荷载设计值要求；在四点弯曲荷载和偏心受压荷载作用下，复合墙板能实现完全组合作用，两侧混凝土面层变形协调，符合“平截面假定”；复合墙板在四点弯曲荷载下发生延性破坏。分别按美国ACI 318M-05《混凝土结构设计规范和注释》和中国GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》对复合墙板的受弯承载力进行了计算，计算值与试验值误差最大不超过16%，并且利用两种规范公式计算得到的承载力均较为保守。     

碳纤维增强可果美晶格核芯的夹芯板

设计和制造了用碳纤维增强的中等拉伸的可果美晶格,以粘贴片作为表皮装配成夹芯板。通过面外受压、面内受压和3点弯曲试验,对夹芯板的力学性能进行了测试,揭示了夹芯板结构的不同破坏模式。试验结果显示,碳纤维增强可果美晶格比泡沫和蜂巢具有更高的刚度和强度。研究发现,弯曲和剥离决定了夹芯结构的力学性能,表面越平越能提高夹芯板的整体力学性能。     

复合材料夹层结构T型接头连接方式的研究

通过对复合材料夹层结构T型接头的三种连接方式进行研究,记录胶接、胶-缝混合连接和胶-螺混合连接在竖向荷载作用下的破坏过程和破坏模式、最大位移和极限荷载,并且研究缝合直径和缝合密度对接头极限抗剪承载力的影响。结果表明,夹层结构根部是试件破坏的薄弱部位,在结构设计时应重点考虑。胶-螺混合T型连接能明显提高夹层结构的极限抗剪承载力,但增加了接头的质量。胶-缝混合T型连接能够提高夹层结构极限抗剪承载力,且接头质量较轻,具有很好的应用前景;缝线直径和密度对承载力影响很大,可以进一步研究。     

An investigation of lightly profiled sandwich panels subject to local buckling and flexural wrinkling effects

Sandwich panels exhibit various types of failure modes depending on the steel face used. For the flat and lightly profiled sandwich panels, flexural wrinkling is an extremely important design criterion as the behaviour of these panels is governed mainly by flexural wrinkling. However, in the lightly profiled panels, when the depth or spacing of the ribs increases, flat plate buckling between the ribs occurs leading to the failure of the entire panel due to the interaction between local buckling and flexural wrinkling modes. Current design formulae for sandwich panels do not consider such interactive buckling effects. To obtain a safe design solution, this interactive buckling behaviour should be taken into account in the design of lightly profiled sandwich panels. Therefore a research project was undertaken to investigate the interactive buckling behaviour of lightly profiled panels with varying depths and spacings of the ribs using a series of experiments and finite element analyses. A new improved design formula was developed for the safe and economical design of lightly profiled panels that takes into account the interaction between local buckling and flexural wrinkling. This paper presents the details of this investigation, the results and the new design formula.     

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。     

夹芯板结构设计与破坏模式分析

由两个金属面层与塑料泡沫芯层组合的夹芯板,是不同材料最佳利用的组合构件,其结构设计不同于传统的建筑构件。分析了夹芯板的结构特性,讨论了其破坏模式,供实际设计参考。     

The strength characteristics of aluminum honeycomb sandwich panels

Aluminum sandwich construction has been recognized as a promising concept for structural design of lightweight transportation systems such as aircraft, high-speed trains and fast ships. The aim of the present study is to investigate the strength characteristics of aluminum sandwich panels with aluminum honeycomb core theoretically and experimentally. A series of strength tests are carried out on aluminum honeycomb-cored sandwich panel specimen in three point bending, axial compression and lateral crushing loads. Simplified theories are applied to analyze bending deformation, buckling/ultimate strength and crushing strength of honeycomb sandwich panels subject to the corresponding load component. The structural failure characteristics of aluminum sandwich panels are discussed. The test data developed are documented.     

预制自保温钢筋混凝土墙板加固震损框架试验研究

为了达到震后快速加固修复和建筑节能改造等综合加固改造目的,提出采用三明治式预制自保温钢筋混凝土墙板（PISW）对震损钢筋混凝土框架进行快速加固的方法。开展了4榀采用预制自保温钢筋混凝土墙板加固震损框架模型的低周往复加载试验,研究了预制自保温钢筋混凝土墙板与损伤框架之间的连接构造以及墙板配筋率对加固效果的影响,分析了试件的破坏特征、滞回性能、骨架曲线、耗能能力等。结果表明：采用预制自保温钢筋混凝土墙板加固方法可大幅度提高震损框架的承载能力;预制自保温钢筋混凝土墙板与损伤框架之间的界面强度是影响加固试件承载能力的主要因素;由于墙板破坏不充分,墙板配筋率的变化并未对承载力产生明显影响。基于试验研究结果提出了预制自保温钢筋混凝土墙板加固震损框架受剪承载力计算方法。     

Structural behaviour of eccentrically loaded precast sandwich panels

Results of an experimental investigation to study the ultimate strength behaviour of precast concrete sandwich panels (PCSP) with steel truss shear connectors are reported. Six full-scale sandwich panels with variable slenderness ratio were cast and tested under eccentric loads. Deflection characteristics, variations of strains across the insulation layer, strains in shear connectors, crack appearance and propagation under increasing load were recorded and analysed. The role of the shear truss connectors in transferring load from the outer wythe (layer) to the inner and ensuring composite behaviour was also observed. Results obtained showed that all panels behaved in a fully composite manner under eccentric load till failure. The ultimate strength of the PCSPs was found to decrease non-linearly with the increase in the slenderness ratio. Because of the complex behaviour of PCSP due to its material non-linearity and the interaction between its various components, finite element analysis (FEA) was conducted. Comparison with test results indicated that the FEA closely estimate the wall strength and formulae based on reinforced concrete principles underestimate the wall strength.     

On the design and analysis of continuous sandwich panels

Interaction between the bending moment and support reaction introduces new failure modes at intermediate supports of continuous sandwich panels. Two different loading cases have to be separated in the design. Positive support reaction causes a compressive contact pressure between the supporting structure and sandwich panel, and negative support reaction tensile forces in the fasteners of the panels. In the paper, the loading case named the positive support reaction is studied by means of analytical models, numerical analyses and experimental results. The analyses result in recommendations for the design at the serviceability state.