装配式建筑技术研究与工程质量提升(图文并茂).pdf
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1、 装配式建筑技术研究与工程质量提升2019年12月1 装配式组合结构试验研究新进展2 装配式混凝土结构应用如何提升质量 住房和城乡建设部提出了2019年重点抓好十个方面的工作,其中第八项为:以发展新型建造方式为重点,深入推进建筑业供给侧结构性改革。大力发展钢结构等装配式建筑,积极化解建筑材料、用工供需不平衡的矛盾,加快完善装配式建筑技术和标准体系。如何在装配式混凝土结构与装配式钢结构之间找到结合点是发展新型建造方式的突破点。1 装配式组合结构试验研究新进展 1 装配式组合结构试验研究新进展2019年11月北京第18届住博会上多个单位展出了新研发的钢结构住宅 1 装配式组合结构试验研究新进展南京
2、江北人才公寓(1号地块)3#楼装配式钢结构 梁柱新节点钢板耗能器轻质外墙板大跨叠合板装配式组合框架结构新体系构成东大-中亿丰装配式组合框架新结构新体系研发设想:外包防火混凝土的钢管混凝土组合柱+内插型钢的预制预应力混凝土梁的装配式组合框架结构新体系。三大优势:(1)像钢框架结构一样安装快捷和质量可靠,现场梁柱全螺栓连接或栓焊连接,上下节组合柱钢管焊接连接;(2)像预应力混凝土梁一样高效预制、节省钢材和减小截面的良好经济指标;(3)像混凝土梁一样抗火性能及外观表现。c concreteoncrete f filled illed s steelteel t tubeubep pretension
3、edretensioned p prestressedrestressed p precastrecast c concreteoncrete核心技术之一:高效梁柱连接节点(CFT柱-PC梁)1.1 关键技术点 装配式组合框架结构新体系的标准梁柱单元栓焊连接或螺栓连接无支架安装节点栓焊连接 612m柱网,楼板无次梁,采用大跨叠合填芯预应力双向预制板 节点局部及楼面进行叠合现浇成整体结构(灰白色)与楼面叠合层一起局部现浇砼 试件破坏位移角破坏特征塑性铰位置中节点A12.00%左梁钢接头下翼缘焊缝撕裂,右梁钢接头和附加U形钢筋梁底混凝土脱落B14.25%左梁钢接头下狗骨翼缘处撕裂,右梁狗骨翼缘屈曲
4、梁端狗骨处C12.75%钢接头和附加U形钢筋梁底混凝土脱落边节点A22.75%钢接头和附加U形钢筋梁底混凝土脱落B25.00%梁狗骨翼缘屈曲,钢接头和附加U形钢筋梁底混凝土脱落梁端狗骨处C22.75%钢接头上翼缘焊缝撕裂1.2 CFT柱-PC梁节点抗震性能试验 B2狗骨边节点B1狗骨中节点 梁端翼缘设置狗骨的削弱型节点B1、B2的破坏模式相同,均为狗骨翼缘屈曲或撕裂破坏,其滞回曲线的形状大致相似。l 此试件的滞回曲线与钢结构框架梁柱节点的滞回曲线相似,滞回曲线十分饱满,无捏缩现象,表明试件的塑性变形能力和耗能能力极强。l 当加载至位移角1.50%(位移44.1mm)时,试件进入屈服状态,滞回环
5、呈饱满的梭形,包围面积明显增大。l 试件屈服后,随着加载位移角的增大,试件残余变形逐渐增大,滞回环包围面积逐渐增大,但试件承载力提高不多。从试件屈服到试件破坏的各加载等级中,三次循环的滞回曲线几乎重合,表明试件在反复荷载下具有较强的恢复能力。滞回曲线分析 试件加载方向屈服位移/mm极限位移/mm延性系数平均延性系数A1正向27.2358.802.162.05负向-30.25-58.801.94B1正向29.03125.004.314.30负向-29.05-125.004.30C1正向29.7780.902.722.62负向-32.02-80.902.53A2正向28.5069.552.442.
6、41负向-34.01-80.902.38B2正向29.70147.004.954.85负向-30.99-147.004.74C2正向27.9572.452.592.67负向-29.36-80.902.75延性分析 试件B1、B2的位移延性系数大于4,说明试件在低周反复荷载作用下的破坏模式属于延性破坏。这主要得益于在梁端设置狗骨,充分利用延性较好的钢材形成塑性铰,试件破坏时的极限位移较大。新节点低周反复加载试验分析结果:(1)由带狗骨的试件B1和B2的延性,可知节点连接区配置的箍筋与外包混凝土共同作用可更好地抑制钢接头翼缘的屈曲变形,从而提高了钢接头的塑性变形能力,使节点的延性更佳。(2)预制梁
7、采用先张法制作,梁底预应力钢绞线的作用使梁下缘裂缝开展滞后于梁上缘裂缝,且梁下缘裂缝开展范围比梁上缘裂缝小。(3)在试件屈服前,梁端翼缘狗骨状削弱对节点刚度影响很小;试件屈服后,梁端翼缘削弱使节点具有更强的塑性变形能力。因此,通过削弱梁翼缘可以有效提梁柱节点的抗震性能,达到延性设计的目的 该预应力叠合板的优点为:(1)采用先张法预应力长线台座生产,效率高,用钢量小;(2)预制板的跨度为612m,宽度为1200、1800、2400mm,广泛应用于公共建筑和大开间住宅;(3)实现了双向板设计,取消次梁,大幅提高安装效率,并取得大空间效果;(4)四边不出筋,方便安装,方便梁钢筋绑扎;(5)有效控制预
8、制板自重,节省大型塔吊租赁费用。1.3 大跨填芯先张预应力双向叠合板的承载力试验 2019年1月15在泰州预制构件的长线台座上进行了设计的7.8m跨2.4m宽先张预应力填芯叠合板试件进行了放张和脱模起吊,板底平整,预制效果好。在新型先张预应力大跨度叠合板的设计理念下,对8100mm2400mm尺寸的3块预制板及8100mm7500mm的叠合板进行了设计研究和加载试验研究。加载分配梁布置板底裂缝状况 试验结果分析7kN/m2出现第一条纵向裂缝最终板底裂缝分布板的荷载-位移曲线 本试件在加载过程中,达到4 kN/m2的设计活荷载标准值时。跨中挠度仅5.83mm,小于规范规定的L/300=7500/
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