装配整体式混凝土结构体系关键技术与设计理论研究

基本信息
批准号:51278312
项目类别:面上项目
资助金额:80.00
负责人:赵唯坚
学科分类:
依托单位:沈阳建筑大学
批准年份:2012
结题年份:2016
起止时间:2013-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:张巨松,金峤,谷凡,李明,孙哲哲,吴陶高,兑鑫,吴雅丹
关键词:
灌浆料剪力墙装配式结构叠合板钢筋连接套筒
结项摘要

Being superior to traditional concrete structures in many advantages such as rapid construction, high quality, energy saving and environmental protection, precast concrete structures is the future development trend of residential buildings. However, the fundamental researches on its key technologies are obviously insufficient from the viewpoint of quantity, quality, profundity and scope. Meanwhile, the construction method being in accordance with foreign becomes disjointed with our present construction technology and management level seriously. Furthermore, the lower localization level of key parts and technology leading to higher engineering cost, which is the obstructive factor of popularization of precast concrete structures...In this research project, we intend to study on a group of key technologies of precast concrete structures, including that, ① microscopic study on connection mechanism and failure modes of steel sleeve filling with grouting by means of comparison of theoretical analysis and numerical simulation, and influence regularity of important factors. Combined with the development of ② new grouting material with high performance, we intend to propose rational and efficient solutions for steel sleeve simultaneously. On the basis of design of ③ new type laminated slab with concrete shear key and ④ part laminated vertical connection for shear wall, we intend to carry out thorough researches on mechanical characteristics and numerical simulation method of two type junction plane. Furthermore, combined with the actual application, through the experimental and theoretical studies on layout scheme of concrete shear key and reinforced steel bar, we intend to put forward evaluation method of bearing capacity and deformation of new type laminated slab and shear wall connected with part laminated vertical connection. Our researches aim to establish and develop the key technologies of precast concrete structures with our own intellectual property rights, and provide theoretical and technical supports for domestic architectural industralization.

装配式混凝土结构具有施工速度快、质量高、节能环保等优点,是未来建筑发展的方向。但关于其核心技术的基础性研究,在数量、质量、深度及广度上都存在明显不足;施工方法仿照国外做法较多,与现阶段我国施工技术及管理水平严重脱节;关键部品和技术国产化程度低,工程造价偏高,直接影响装配式建筑的推广。..本项目将对装配式结构的一组核心技术展开研究:①细观研究钢筋套筒灌浆连接的工作机理,通过理论和数值模拟对比,科学解释破坏形态,定量研究其关键影响因素,结合②高性能灌浆料的研制,提出更合理高效的解决方案。在研究设计③新型带抗剪键叠合板和④部分叠合式剪力墙竖向连接的基础上,深入研究两种接合面的受力特性及数值模拟方法,并结合应用实际,对抗剪键和连接钢筋的布设方案进行试验与理论研究,建立其承载力和变形的评价方法。通过以上研究,发展建立具有我国自主知识产权的装配式混凝土结构核心技术,为建筑产业化提供理论和技术支撑。

项目摘要

本项目对以下内容进行了研究。.提出新型带抗剪键叠合板,即以混凝土抗剪键取代钢桁架筋,从而达到减少钢筋用量和板厚的目的。对带抗剪键叠合板在分级加载下的静力响应进行试验研究和数值模拟研究,揭示了带抗剪键叠合板的破坏过程及失效模式,探讨了抗剪块形状、布置方式对带抗剪键叠合板受力性能的影响规律,分析了抗剪键与预制底板的整体性能,提出带抗剪键叠合板的设计方法。.浆锚搭接连接是装配式剪力墙竖向钢筋连接的主流技术,但存在诸多问题;套筒灌浆连接在框架结构中被普遍采用,但不适合剪力墙结构。针对以上问题,提出剪力墙竖向钢筋采用集约方式下的套筒灌浆连接技术,并对该种装配式剪力墙结构进行了拟静力试验研究。该种装配式剪力墙结构滞回曲线饱满,抗震性能良好;极限位移角达到1/75~1/61,满足规范要求。.提出装配式剪力墙的新型竖向连接方式—钢筋笼式竖向连接。对现浇剪力墙和基于钢筋笼式竖向连接的剪力墙进行了拟静力试验对比研究,并采用WCOMD有限元软件进行相关数值模拟研究。该种装配式剪力墙滞回曲线饱满,展现出良好的耗能能力;钢筋笼集约程度的提高将导致该种剪力墙耗能和延性下降,钢筋笼外缘螺旋箍筋的约束可有效提高其耗能和延性。.对钢筋套筒灌浆连接接头进行了静载拉伸试验研究、粘结滑移试验研究,以及大变形反复拉压、高应力反复拉压情况下的数值模拟研究。揭示了钢筋套筒灌浆连接接头的内部传力机制、破坏机理,反复拉压下的滞回曲线,探讨了套筒内肋间距、灌浆料轴向抗压强度等因素对钢筋套筒灌浆连接接头性能的影响规律。.提出生产工艺简单、连接性能稳定以及造价低廉的新型钢筋灌浆套筒—堆焊成型套筒。对新型钢筋套筒灌浆连接接头的结构性能进行了单向拉伸荷载下的试验研究和数值模拟研究,揭示了破坏模式、破坏机理、锚固段钢筋和套筒的应变分布规律,提出了接头极限承载力、荷载-位移曲线。.研制出硫铝酸盐水泥调制高性能灌浆料、复合胶凝材料调制高性能灌浆料。通过灌浆料流动度、抗弯、抗折试验,系统考察了原料性能(砂的细度模数、最大粒径、成分、水泥品种、矿物掺合材种类)、配合比(胶固比、水胶比、矿物掺合掺量、外加剂用量)、施工工艺等对灌浆料工作性能、力学强度、体积膨胀率等性能指标的影响规律,并采用最优化实验方法对原料配比进行了优化。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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